(57)【要約】【課題】所望の大きさの液滴を安定的に吐出することができる。【解決手段】駆動信号生成回路４１は、第１駆動パルスＰ１および第２駆動パルスＰ２を含む第１サブ駆動信号Ｗ１と、第３駆動パルスＰ３を含む第２サブ駆動信号Ｗ２と、第４駆動パルスＰ４および第５駆動パルスＰ５を含む第３サブ駆動信号Ｗ３とを有するメイン駆動信号ＭＷを生成する。駆動信号供給回路４２は、圧力室３３の一部を区画する区画板３２に連結されたアクチュエータ３６に対して、第１サブ駆動信号Ｗ１〜第３サブ駆動信号Ｗ３を供給するドット形成部４２ｃを備えている。隣合う駆動パルスＰ１〜Ｐ５の開始時間の間隔は、３×Ｔｃ以下である。少なくとも駆動パルスＰ２、Ｐ５には、制振用波形が含まれている。【選択図】図５
2019084782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドに通信可能に接続された制御装置と、
を備え、
前記吐出ヘッドは、
内部に液体が貯留される圧力室が形成されたケースと、
前記ケースに設けられ、前記圧力室の一部を区画する区画板と、
前記区画板に連結され、電気信号が供給されると変形するアクチュエータと、
前記ケースに形成され、前記圧力室と連通するノズルと、
を備え、
前記制御装置は、
駆動周期毎に、前記圧力室を膨張および収縮させることにより第１の液滴を吐出するための第１駆動パルス、および、前記第１駆動パルスよりも後に印加され、前記圧力室を膨張および収縮させることにより第２の液滴を吐出するための第２駆動パルスを含む第１サブ駆動信号と、前記圧力室を膨張および収縮させることにより第３の液滴を吐出するための第３駆動パルスを含み、前記第１サブ駆動信号よりも後に印加される第２サブ駆動信号と、前記圧力室を膨張および収縮させることにより第４の液滴を吐出するための第４駆動パルス、および、前記第４駆動パルスよりも後に印加され、前記圧力室を膨張および収縮させることにより第５の液滴を吐出するための第５駆動パルスを含み、前記第２サブ駆動信号よりも後に印加される第３サブ駆動信号と、を有するメイン駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、
前記駆動信号生成回路によって生成された前記メイン駆動信号の一部または全部を前記アクチュエータに供給する駆動信号供給回路と、
を備え、
前記駆動信号供給回路は、前記アクチュエータに対して前記第１サブ駆動信号、前記第２サブ駆動信号および前記第３サブ駆動信号を供給するドット形成部を備え、
前記吐出ヘッドのヘルムホルツ固有振動周期をＴｃとしたとき、前記第１駆動パルスの開始から前記第２駆動パルスの開始までの間隔、前記第２駆動パルスの開始から前記第３駆動パルスの開始までの間隔、前記第３駆動パルスの開始から前記第４駆動パルスの開始までの間隔、および、前記第４駆動パルスの開始から前記第５駆動パルスの開始までの間隔は、それぞれ３×Ｔｃ以下であり、
少なくとも前記第２駆動パルスおよび前記第５駆動パルスには、制振用波形が含まれている、液体吐出装置。
【請求項２】
前記第３駆動パルスの開始から前記第４駆動パルスの開始までの間隔は、２×Ｔｃより大きく、かつ、３×Ｔｃ以下である、請求項１に記載された液体吐出装置。
【請求項３】
前記第１駆動パルス、前記第２駆動パルス、前記第３駆動パルス、前記第４駆動パルスおよび前記第５駆動パルスは、前記圧力室の膨張している状態が（１／２）×Ｔｃの時間持続されるように構成されている、請求項１または２に記載された液体吐出装置。
【請求項４】
前記第４駆動パルスの開始から前記第５駆動パルスの開始までの間隔は、２×Ｔｃおよび３×Ｔｃの何れかである、請求項１から３までの何れか１つに記載された液体吐出装置。
【請求項５】
前記制振用波形は、
第１の電位を所定の時間維持する放電維持波形要素と、
前記第１の電位から、前記第１の電位よりも値が大きい第２の電位に上昇する充電波形要素と、
を有する、請求項１から４までの何れか１つに記載された液体吐出装置。
【請求項６】
前記制振用波形は、
第３の電位を所定の時間維持する放電維持波形要素と、
前記第３の電位から、前記第３の電位よりも値が小さい第４の電位に下降する放電波形要素と、
を有する、請求項１から４までの何れか１つに記載された液体吐出装置。
【請求項７】
前記制振用波形は、
第５の電位を所定の第１の時間維持する第１放電維持波形要素と、
前記第５の電位から、前記第５の電位よりも値が大きい第６の電位に上昇する充電波形要素と、
前記第６の電位を所定の第２の時間維持する第２放電維持波形要素と、
前記第６の電位から前記第５の電位に下降する放電波形要素と、
を有する、請求項１から４までの何れか１つに記載された液体吐出装置。
【請求項８】
前記第１サブ駆動信号は、前記第１駆動パルスよりも前に印加され、前記圧力室を膨張および収縮させることにより第６の液滴を吐出するための第６駆動パルスを含み、
前記第６駆動パルスの開始から前記第１駆動パルスの開始までの間隔は、３×Ｔｃ以下である、請求項１から７までの何れか１つに記載された液体吐出装置。
【請求項９】
前記第６駆動パルスは、前記圧力室の膨張している状態が（１／２）×Ｔｃの時間持続されるように構成されている、請求項８に記載された液体吐出装置。
【請求項１０】
請求項１から９までの何れか１つに記載された液体吐出装置を備え、
前記液体はインクである、インクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置およびそれを備えたインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、インクジェットプリンタなどに設けられ、インクなどの液体を吐出する液体吐出装置が知られている。例えば、液体吐出装置は、液体が貯留される圧力室と、圧力室の一部を区画する区画板と、区画板に連結されたアクチュエータと、圧力室に形成されたノズルと、アクチュエータに駆動信号を供給することでアクチュエータを駆動させる制御装置と、を備えている。
【０００３】
上記液体吐出装置を備えたインクジェットプリンタでは、制御装置がアクチュエータに駆動パルス信号（以下、駆動パルスという。）を供給すると、アクチュエータが変形する。アクチュエータの変形に伴って区画板が変形する。このことによって、圧力室の容積が増加または減少し、圧力室内のインクの圧力が変化する。この圧力の変化に伴い、ノズルからインクが吐出される。ここで、ノズルから吐出されたインクは液滴（詳しくは、インク滴）となって飛翔し、記録紙などの記録媒体に着弾する。その結果、液滴としての１つのドットが記録媒体上に形成される。そして、このようなドットが記録媒体上に複数形成されることによって、画像が形成される。
【０００４】
ところで、ドットのサイズ（例えば直径）を調整することができれば、記録媒体上に形成された画像の画質を調整することができる。しかしながら、上記のようなインクジェットプリンタでは、１つの駆動パルスで安定的に吐出することができる液滴の液量には限界がある。１つの駆動パルスで異なるサイズのドットを形成することは難しい。そこで、例えば特許文献１には、マルチドット方式によってドットのサイズを調整する方法が開示されている。このマルチドット方式では、記録媒体上に１つのドットを形成するための時間として予め設定された時間（以下、駆動周期という。）内に、複数の駆動パルスを含む駆動信号を生成する。そして、この駆動信号に含まれる１つまたは２つ以上の駆動パルスをアクチュエータに対して選択的に供給する。例えば相対的に大きなドットは、１駆動周期内で時系列的に２つ以上の液滴を吐出させ、これら液滴を記録媒体に着弾する前にマージ（合体）させることで形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−８１０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者の検討によれば、上記構成を例えば業務用の大判プリンタに適用する場合などに、更なる改善の余地が認められた。大判プリンタでは、家庭用のプリンタと比較して、より大きなドット（例えばインクの質量が１５ｎｇ以上のドット）を、より速い印刷速度で形成することが好ましい。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的速い印刷速度であっても所望の大きさの液滴を安定的に吐出することが可能な液体吐出装置およびそれを備えたインクジェットプリンタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る液体吐出装置は、液体を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドに通信可能に接続された制御装置と、を備えている。前記吐出ヘッドは、ケースと、区画板と、アクチュエータと、ノズルとを備えている。前記ケースには、内部に液体が貯留される圧力室が形成されている。前記区画板は、前記ケースに設けられ、前記圧力室の一部を区画する。前記アクチュエータは、前記区画板に連結され、電気信号が供給されると変形する。前記ノズルは、前記ケースに形成され、前記圧力室と連通する。前記制御装置は、駆動信号生成回路と、駆動信号供給回路とを備えている。前記駆動信号生成回路は、駆動周期毎に、前記圧力室を膨張および収縮させることにより第１の液滴を吐出するための第１駆動パルス、および、前記第１駆動パルスよりも後に印加され、前記圧力室を膨張および収縮させることにより第２の液滴を吐出するための第２駆動パルスを含む第１サブ駆動信号と、前記圧力室を膨張および収縮させることにより第３の液滴を吐出するための第３駆動パルスを含み、前記第１サブ駆動信号よりも後に印加される第２サブ駆動信号と、前記圧力室を膨張および収縮させることにより第４の液滴を吐出するための第４駆動パルス、および、前記第４駆動パルスよりも後に印加され、前記圧力室を膨張および収縮させることにより第５の液滴を吐出するための第５駆動パルスを含み、前記第２サブ駆動信号よりも後に印加される第３サブ駆動信号と、を有するメイン駆動信号を生成する。前記駆動信号供給回路は、前記駆動信号生成回路によって生成された前記メイン駆動信号の一部または全部を前記アクチュエータに供給する。前記駆動信号供給回路は、前記アクチュエータに対して前記第１サブ駆動信号、前記第２サブ駆動信号および前記第３サブ駆動信号を供給するドット形成部を備えている。前記吐出ヘッドのヘルムホルツ固有振動周期をＴｃとしたとき、前記第１駆動パルスの開始から前記第２駆動パルスの開始までの間隔、前記第２駆動パルスの開始から前記第３駆動パルスの開始までの間隔、前記第３駆動パルスの開始から前記第４駆動パルスの開始までの間隔、および、前記第４駆動パルスの開始から前記第５駆動パルスの開始までの間隔は、それぞれ３×Ｔｃ以下である。少なくとも前記第２駆動パルスおよび前記第５駆動パルスには、制振用波形が含まれている。
【０００９】
上記液体吐出装置によれば、第１駆動パルスの開始から第２駆動パルスの開始までの間隔、第２駆動パルスの開始から第３駆動パルスの開始までの間隔、第３駆動パルスの開始から第４駆動パルスの開始までの間隔、および、第４駆動パルスの開始から第５駆動パルスの開始までの間隔（以下、「連続する駆動パルスの開始の間隔」という。）は、３×Ｔｃ以下であるため、第１駆動パルス〜第５駆動パルスの波形長を比較的に短くすることができる。ドット形成部において、第１駆動パルス〜第５駆動パルスによって得られる第１の液滴〜第５の液滴がマージされることによって、比較的に大きなドットを形成させることができる。よって、比較的に高い駆動周波数（例えば１６ｋＨｚ）であっても、第１駆動パルス〜第５駆動パルスを使用することで、大きなドットを形成させることができる。ところで、連続する駆動パルスの開始の間隔が３×Ｔｃ以下の場合、直前の駆動パルスによる振動がある程度衰退する前に、次の駆動パルスによる振動が開始されることがあり得る。その結果、振動が増幅するため、安定して液滴を吐出させることができないことがあり得る。しかしながら、上記液体吐出装置によれば、第２駆動パルスおよび第５駆動パルスには、制振用波形が含まれている。そのため、連続する駆動パルスの開始の間隔が３×Ｔｃ以下であっても、直前の駆動パルスによる振動の衰退は、制振用波形によって促進される。よって、安定して液滴を吐出させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、比較的速い印刷速度であっても所望の大きさの液滴を安定的に吐出することが可能な液体吐出装置およびそれを備えたインクジェットプリンタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係るインクジェットプリンタを示す斜視図である。
【図２】インクジェットプリンタの主要部を示す正面図である。
【図３】液体吐出装置の構成を示すブロック図である。
【図４】吐出ヘッドの一部の断面図である。
【図５】メイン駆動信号の波形図である。
【図６Ａ】第２駆動パルスを示す説明図である。
【図６Ｂ】図６Ａの第２駆動パルスに対応する圧力室の状態を示す説明図である。
【図７Ａ】第５駆動パルスを示す説明図である。
【図７Ｂ】図７Ａの第５駆動パルスに対応する圧力室の状態を示す説明図である。
【図８Ａ】図５のメイン駆動信号から第２駆動パルスを省略した駆動信号の波形図である。
【図８Ｂ】図８Ａの駆動信号において、第１駆動パルスの開始から第３駆動パルスの開始までの間隔とインク吐出量およびインク吐出速度との関係を示すグラフである。
【図９Ａ】第１駆動パルスを示す説明図である。
【図９Ｂ】図９Ａの第１駆動パルスに対応する圧力室の状態を示す説明図である。
【図１０】第１ドット（小ドット）を形成するときに供給される供給信号を示す波形図である。
【図１１】第２ドット（中ドット）を形成するときに供給される供給信号を示す波形図である。
【図１２】第３ドット（大ドット）を形成するときに供給される供給信号を示す波形図である。
【図１３】第２実施形態に係るメイン駆動信号の波形図である。
【図１４Ａ】他の実施形態に係る第２駆動パルスを示す説明図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａの第２駆動パルスに対応する圧力室の状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る液体吐出装置およびそれを備えたインクジェットプリンタの実施形態について説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら本発明を特に限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１０（以下、プリンタ１０という。）の斜視図である。図２は、プリンタ１０の主要部を示す正面図である。図１および図２において、符号Ｌおよび符号Ｒは、それぞれ左および右を示している。符号Ｆおよび符号Ｒｒは、それぞれ前および後を示してしる。符号Ｕおよび符号Ｄは、それぞれ上および下を示している。また、符号Ｙは主走査方向を示している。ここでは、主走査方向Ｙは左右方向である。符号Ｘは副走査方向を示している。ここでは、副走査方向Ｘは、前後方向であり、平面視において主走査方向Ｙと直交している。ただし、これらの方向は説明の便宜上定めた方向に過ぎず、プリンタ１０の設置態様を何ら限定するものではなく、本発明を何ら限定するものでもない。
【００１４】
図１に示すように、プリンタ１０は、記録媒体５を順次前方（ここでは、副走査方向Ｘの下流側）に移動させると共に、主走査方向Ｙに移動する後述の吐出ヘッド２５（図２参照）からインクを吐出させることによって、記録媒体５に画像を印刷する。記録媒体５は、例えば記録紙であり、インクが吐出される対象物である。
【００１５】
図２に示すように、プリンタ１０は、ケーシング１２と、ケーシング１２内に配置されたガイドレール１３とを備えている。ガイドレール１３は、主走査方向Ｙに延びている。ガイドレール１３には、インクを吐出する吐出ヘッド２５が設けられたキャリッジ１１が係合している。キャリッジ１１は、キャリッジ移動機構１８によって、ガイドレール１３に沿って主走査方向Ｙに往復移動する。キャリッジ移動機構１８は、ガイドレール１３の左端側および右端側に配置されたプーリ２９ｂ、２９ａを有している。プーリ２９ａにはキャリッジモータ１８ａが連結されている。なお、キャリッジモータ１８ａはプーリ２９ｂに連結されていてもよい。プーリ２９ａは、キャリッジモータ１８ａによって駆動される。両プーリ２９ａ、２９ｂには、それぞれ無端状のベルト１６が巻き掛けられている。キャリッジ１１はベルト１６に固定されている。プーリ２９ａ、２９ｂが回転してベルト１６が走行すると、キャリッジ１１が主走査方向Ｙに移動する。
【００１６】
プリンタ１０は、大判のインクジェットプリンタであり、例えば家庭用の卓上型プリンタと比べて大きい。プリンタ１０は、例えば業務用のプリンタである。解像度との兼ね合いもあるが、スループットを向上させる観点からは、キャリッジ１１の走査速度が速めに設定されることがある。例えば走査速度は、駆動周波数が１６ｋＨｚ程度で、概ね１３００〜１４００ｍｍ／ｓ程度に設定され得る。
【００１７】
記録媒体５は、紙送り機構（図示せず）によって、紙送り方向に搬送される。ここでは、紙送り方向は副走査方向Ｘ（図１参照）のことである。ケーシング１２内には、記録媒体５が載置されるプラテン１４が設けられている。プラテン１４にはグリットローラ（図示せず）が設けられている。グリットローラの上方にはピンチローラ（図示せず）が設けられている。グリットローラはフィードモータ（図示せず）に連結されている。グリットローラはフィードモータによって駆動され、回転する。グリットローラとピンチローラとの間に記録媒体５が挟まれた状態でグリットローラが回転すると、記録媒体５は副走査方向Ｘに搬送される。
【００１８】
プリンタ１０は、複数のインクカートリッジ２１を備えている。それら複数のインクカートリッジ２１には、色の異なるインクが貯留されている。本実施形態では、プリンタ１０は、それぞれシアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク、ホワイトインクを貯留する５つのインクカートリッジ２１を備えている。
【００１９】
吐出ヘッド２５は、インクカートリッジ２１毎に設けられている。吐出ヘッド２５とインクカートリッジ２１とは、インク供給路２２により接続されている。インク供給路２２は、インクカートリッジ２１から吐出ヘッド２５へインクを供給するインク流路である。インク供給路２２は、例えば可撓性を有するチューブによって構成されている。インク供給路２２には、インクを供給するための送液ポンプ２３が設けられている。ただし、送液ポンプ２３は必ずしも必要ではなく、省略することも可能である。インク供給路２２の一部は、ケーブル類保護案内装置１７により覆われている。
【００２０】
図３は、液体吐出装置２０の構成を示すブロック図である。図３に示すように、プリンタ１０は、液体吐出装置２０を備えている。液体吐出装置２０は、吐出ヘッド２５と、吐出ヘッド２５の動作を制御する制御装置２８とを備えている。
【００２１】
吐出ヘッド２５は、液体の一例であるインクを吐出する。吐出ヘッド２５は、記録媒体５に向かってインクを吐出し、記録媒体５上にインクのドットを形成するものである。このドットが複数並べられることにより、記録媒体５上に画像などが形成される。吐出ヘッド２５は、記録媒体５と対向する側の面（本実施形態では吐出ヘッド２５の下面）に、インクを吐出するための複数のノズル３５（図４参照）を備えている。
【００２２】
図４は、吐出ヘッド２５の１つのノズル３５近傍における部分断面図である。図４に示すように、吐出ヘッド２５は、開口３１ａを有する中空のケース３１と、開口３１ａを塞ぐようにケース３１に取り付けられた区画板３２とを備えている。ケース３１には、内部にインクが貯留される圧力室３３が形成されている。区画板３２は圧力室３３の一部を区画している。区画板３２は、圧力室３３の内側および外側に弾性変形可能なものである。区画板３２は、圧力室３３の容積を増加および減少させるように変形可能に構成されている。区画板３２は、典型的には樹脂フィルムである。
【００２３】
ケース３１の側壁には、インクが流入するインク流入口３４が形成されている。なお、インク流入口３４は圧力室３３とつながっていれば、その位置は特に限定されない。圧力室３３には、インク流入口３４を通じてインクカートリッジ２１（図２参照）からインクが供給され、一時的に所定量のインクが貯留される。ノズル３５は、ケース３１の下面３１ｂに形成されている。ノズル３５は、圧力室３３と連通している。ノズル３５は記録媒体５に向かって液滴（インク滴）を吐出する。ノズル３５内部のインクの液面（自由表面）がメニスカス３５ａを形成している。
【００２４】
圧力室３３は、ヘルムホルツ固有振動周期Ｔｃを有している。ヘルムホルツ固有振動周期Ｔｃは、圧力室３３を構成する各構成要素、例えばケース３１や区画板３２の材質や大きさ、形状、構成部材の配置位置、ノズル３５の開口面積、インクの物性（例えば粘度）などによって一義的に特定される。ヘルムホルツ固有振動周期Ｔｃは、インク吐出時の吐出ヘッド２５に固有の振動周期である。ヘルムホルツ固有振動周期Ｔｃは、例えば数μｓ〜数十μｓ程度（例えば６μｓ程度）の振動周期である。インク滴を吐出した後の圧力室３３には、この振動周期をもった残留振動が生じることとなる。
【００２５】
区画板３２の圧力室３３側と反対側の面には、圧電素子３６が連結されている。圧電素子３６の一部は、ケース３１に設けられた固定部材３９に固定されている。圧電素子３６は、アクチュエータを構成している。圧電素子３６は、フレキシブルケーブル３７を介して制御装置２８に接続されている。圧電素子３６には、フレキシブルケーブル３７を介して電気信号が供給される。本実施形態では、圧電素子３６は、圧電材料層と導電層とを交互に積層した積層体である。圧電素子３６は、制御装置２８から電気信号を受けると膨張または収縮し、区画板３２を圧力室３３の外側または内側に弾性変形させるように機能する。ここでは、縦振動モードのピエゾ素子（ＰＺＴ）を採用している。縦振動モードのＰＺＴは、上記積層方向に伸縮自在であり、例えば放電すると収縮し、充電すると伸長するようになっている。ただし、圧電素子３６の形式は特に限定されない。
【００２６】
このような構成の吐出ヘッド２５では、例えば圧電素子３６の電位を基準電位から下降させることによって、圧電素子３６が収縮する。これに追従して区画板３２が初期位置から圧力室３３の外側に弾性変形し、圧力室３３が膨張する。なお、圧力室３３が膨張するとは、区画板３２の変形により圧力室３３の容積が大きくなることをいう。次いで、圧電素子３６の電位を上昇させることによって、圧電素子３６が積層方向に伸長する。これにより、区画板３２が圧力室３３の内側に弾性変形し、圧力室３３が収縮する。なお、圧力室３３が収縮するとは、区画板３２の変形により圧力室３３の容積が小さくなることをいう。このような圧力室３３の膨張および収縮によって、圧力室３３内の圧力が変動する。この圧力室３３内の圧力変動によって、圧力室３３内のインクが加圧され、インク滴となってノズル３５から吐出される。その後、圧電素子３６の電位を基準電位に戻すことにより、区画板３２が初期位置に復帰して、圧力室３３が膨張する。このとき、インク流入口３４から圧力室３３内にインクが流入する。
【００２７】
制御装置２８は、キャリッジ移動機構１８のキャリッジモータ１８ａ（図２参照）と、紙送り機構のフィードモータ（図示せず）と、送液ポンプ２３（図２参照）と、吐出ヘッド２５とに対して、通信可能に接続されている。制御装置２８は、これらの動作を制御する。制御装置２８は、典型的にはコンピュータである。制御装置２８は、例えば、ホストコンピュータなどの外部機器からの印刷データなどを受信するインターフェイス（Ｉ／Ｆ）と、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭと、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭと、上記プログラムや各種データを格納するメモリなどの記憶装置とを備えている。
【００２８】
図３に示すように、制御装置２８は、吐出ヘッド２５を駆動するためのメイン駆動信号ＭＷを生成する駆動信号生成回路４１と、駆動信号生成回路４１が生成するメイン駆動信号ＭＷの一部または全部を吐出ヘッド２５の各圧電素子３６に供給する駆動信号供給回路４２とを備えている。なお、以下の説明では、吐出ヘッド２５の圧電素子３６のことをアクチュエータ３６と称する。駆動信号供給回路４２がアクチュエータ３６に供給する信号のことを、供給信号と称する。詳細は後述するが、供給信号は、駆動信号生成回路４１が生成するメイン駆動信号ＭＷの一部または全部からなる信号である。
【００２９】
駆動信号生成回路４１および駆動信号供給回路４２のハードウェア構成は何ら限定されない。駆動信号生成回路４１および駆動信号供給回路４２のハードウェア構成には、周知のもの（例えば、特開２０１４−１６２２２１号公報に開示されたハードウェア構成）を利用することができるので、ここではその説明は省略する。
【００３０】
駆動信号生成回路４１が生成するメイン駆動信号ＭＷには、複数の駆動パルスが含まれる。詳細には、メイン駆動信号ＭＷには、第１サブ駆動信号と、第２サブ駆動信号と、第３サブ駆動信号とが含まれる。第１サブ駆動信号、第２サブ駆動信号および第３サブ駆動信号は、それぞれ少なくとも１つの駆動パルスを含む。駆動信号供給回路４２は、それら第１〜第３サブ駆動信号のうち１つまたは２つ以上のサブ駆動信号を選択し、アクチュエータ３６に供給する。アクチュエータ３６に供給するサブ駆動信号を適宜選択することにより、１駆動周期中に吐出ヘッド２５のノズル３５から吐出されるインクの液量を変更することができる。これにより、記録媒体５上に形成されるインクのドットのサイズを変更することができる。本実施形態に係るプリンタ１０では、サイズの異なる３種類のドットを形成することができる。以下の説明ではこれら３種類のドットのことを、サイズの小さい方から順に、第１ドット（小ドット）、第２ドット（中ドット）、第３ドット（大ドット）と称することとする。例えば、小ドットはインク質量が凡そ８ｎｇ〜凡そ１０ｎｇであり、中ドットはインク質量が凡そ１２ｎｇ〜凡そ１６ｎｇであり、大ドットはインク質量が凡そ２０ｎｇ〜凡そ２４ｎｇである。
【００３１】
図３に示すように、駆動信号供給回路４２は、第１ドット形成部４２ａと、第２ドット形成部４２ｂと、第３ドット形成部４２ｃとを有している。駆動信号供給回路４２は、第１ドットを形成するときに、アクチュエータ３６に対してメイン駆動信号ＭＷの一部である第１サブ駆動信号および第２サブ駆動信号を供給せず、かつ、メイン駆動信号ＭＷの他の一部である第３サブ駆動信号を供給する第１ドット形成部４２ａとして機能する。駆動信号供給回路４２は、第２ドットを形成するときに、アクチュエータ３６に対して第１サブ駆動信号を供給せず、かつ、第２サブ駆動信号および第３サブ駆動信号を供給する第２ドット形成部４２ｂとして機能する。駆動信号供給回路４２は、第３ドットを形成するときに、アクチュエータ３６に対して第１サブ駆動信号、第２サブ駆動信号および第３サブ駆動信号を供給する第３ドット形成部４２ｃとして機能する。なお、本実施形態では、第３ドット形成部４２ｃは、本発明のドット形成部の一例である。
【００３２】
図５は、駆動信号生成回路４１が生成するメイン駆動信号ＭＷの波形図である。図５では、横軸ｔは時間を示し、縦軸Ｖは電位を示している。時間ｔｘは１駆動周期を表している。駆動信号生成回路４１は、図５に示すようなメイン駆動信号ＭＷを駆動周期毎に繰り返し生成するように構成されている。
【００３３】
図５に示すように、メイン駆動信号ＭＷは、第１サブ駆動信号Ｗ１と、第２サブ駆動信号Ｗ２と、第３サブ駆動信号Ｗ３とを有している。ここでは、第１サブ駆動信号Ｗ１は、メイン駆動信号ＭＷの最前部に位置し、最も早く印加されるサブ駆動信号である。第２サブ駆動信号Ｗ２は、第１サブ駆動信号Ｗ１の後方に位置し、第１サブ駆動信号Ｗ１よりも後に印加される。第３サブ駆動信号Ｗ３は、メイン駆動信号ＭＷの最後部に位置し、最も遅く印加されるサブ駆動信号である。第３サブ駆動信号Ｗ３は、第２サブ駆動信号Ｗ２の後方に位置し、第２サブ駆動信号Ｗ２よりも後に印加される。ここで、「〜よりも後に印加される」というのは、時系列的に後に印加されることをいい、言い換えると、「〜よりも遅れて印加される」と同じことを表しており、「〜よりも遅い時点で印加される」と同じことを表している。
【００３４】
第１サブ駆動信号Ｗ１は、第１駆動パルスＰ１および第２駆動パルスＰ２を含んでいる。第１駆動パルスＰ１は、電位がＶ０からＶ１に下降する放電波形要素Ｔ１１と、電位がＶ１で維持される放電維持波形要素Ｔ１２と、電位がＶ１からＶ０に上昇する充電波形要素Ｔ１３とを有する。第２駆動パルスＰ２は、第１駆動パルスＰ１の後方に位置し、第１駆動パルスＰ１よりも後に印加される。第２駆動パルスＰ２は、電位がＶ０からＶ２に降下する放電波形要素Ｔ２１と、電位がＶ２で維持される放電維持波形要素Ｔ２２と、電位がＶ２からＶｍに上昇する充電波形要素Ｔ２３と、電位がＶｍに維持される放電維持波形要素Ｔ２４と、電位がＶｍからＶ０に上昇する充電波形要素Ｔ２５とを有する。
【００３５】
第２サブ駆動信号Ｗ２は、第３駆動パルスＰ３を含んでいる。第３駆動パルスＰ３は、第２駆動パルスＰ２の後方に位置し、第２駆動パルスＰ２よりも後に印加される。第３駆動パルスＰ３は、電位がＶ０からＶ１に下降する放電波形要素Ｔ３１と、電位がＶ１で維持される放電維持波形要素Ｔ３２と、電位がＶ１からＶ０に上昇する充電波形要素Ｔ３３とを有する。
【００３６】
第３サブ駆動信号Ｗ３は、第４駆動パルスＰ４および第５駆動パルスＰ５を含んでいる。第４駆動パルスＰ４は、第３駆動パルスＰ３の後方に位置し、第３駆動パルスＰ３よりも後に印加される。第４駆動パルスＰ４は、電位がＶ０からＶ３に下降する放電波形要素Ｔ４１と、電位がＶ３で維持される放電維持波形要素Ｔ４２と、電位がＶ３からＶ０に上昇する充電波形要素Ｔ４３とを有する。第５駆動パルスＰ５は、第４駆動パルスＰ４の後方に位置し、第４駆動パルスＰ４よりも後に印加される。第５駆動パルスＰ５は、電位がＶ０からＶ１に下降する放電波形要素Ｔ５１と、電位がＶ１で維持される放電維持波形要素Ｔ５２と、電位がＶ１からＶ４に上昇する充電波形要素Ｔ５３と、電位がＶ４で維持される放電維持波形要素Ｔ５４と、電位がＶ４からＶ０に下降する放電波形要素Ｔ５５とを有する。なお、本実施形態では、Ｖ４＞Ｖ０＞Ｖｍ＞Ｖ３＞Ｖ１＞Ｖ２が成り立つ。しかしながら、Ｖｍ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４の相互の大小関係は特に限定されない。
【００３７】
このように、本実施形態では、メイン駆動信号ＭＷは、第１駆動パルスＰ１〜第５駆動パルスＰ５の５つの駆動パルスによって構成されている。本実施形態では、第１駆動パルスＰ１の要素Ｔ１１〜Ｔ１３、第２駆動パルスＰ２の要素Ｔ２１〜Ｔ２３、第３駆動パルスＰ３の要素Ｔ３１〜Ｔ３３、第４駆動パルスＰ４の要素Ｔ４１〜Ｔ４３、および、第５駆動パルスＰ５の要素Ｔ５１〜Ｔ５３が含まれる波形を、それぞれ「台形波形」という。第１駆動パルスＰ１〜第５駆動パルスＰ５の各台形波形では、圧力室３３の容積を一度増加させてから減少させている。換言すると、第１駆動パルスＰ１〜第５駆動パルスＰ５の各台形波形では、圧力室３３を一度膨張させてから収縮させる。さらに換言すると、第１駆動パルスＰ１〜第５駆動パルスＰ５の各台形波形では、圧力室３３を一度減圧させてから加圧させる。第１駆動パルスＰ１〜第５駆動パルスＰ５は、それぞれ、台形波形によって第１の液滴〜第５の液滴を吐出させる駆動パルスである。
【００３８】
本実施形態では、第２駆動パルスＰ２の要素Ｔ２４およびＴ２５、ならびに、第５駆動パルスＰ５の要素Ｔ５４およびＴ５５は、「制振用波形」と呼ばれる波形である。制振用波形は、振動を減衰させる波形である。制振用波形は、台形波形の後方に位置するものであり、台形波形よりも後に印加される波形である。図６Ａは、第２駆動パルスＰ２を示す説明図である。図６Ｂは、図６Ａの第２駆動パルスＰ２に対応する圧力室３３の状態を示す説明図である。例えば、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、第２駆動パルスＰ２において、圧力室３３が収縮状態から膨張状態に切り替わるタイミングｔ１１で、充電波形要素Ｔ２５によって電圧値が上昇して、図６ＢのＳＴ１のように収縮側の波が起こるため、ＳＴ２のように振動が減衰することとなる。図７Ａは、第５駆動パルスＰ５を示す説明図である。図７Ｂは、図７Ａの第５駆動パルスＰ５に対応する圧力室３３の状態を示す説明図である。例えば、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、第５駆動パルスＰ５において、圧力室３３が膨張状態から収縮状態に切り替わるタイミングｔ１２で、放電波形要素Ｔ５５によって電圧値が下降して、図７ＢのＳＴ３のように膨張側の波が起こるため、ＳＴ４のように振動が減衰することとなる。
【００３９】
本実施形態では、図５に示すように、メイン駆動信号ＭＷの駆動パルスＰ１〜Ｐ５のうち、連続する３つの駆動パルスのうちの少なくとも１つの駆動パルスには、制振用波形が含まれている。図５のメイン駆動信号ＭＷでは、少なくとも第２駆動パルスＰ２および第５駆動パルスＰ５には、制振用波形が含まれている。詳しくは、連続する３つの第１駆動パルスＰ１〜第３駆動パルスＰ３、および、連続する３つの第２駆動パルスＰ２〜第４駆動パルスＰ４のうち、第２駆動パルスＰ２には、要素Ｔ２４およびＴ２５が含まれた制振用波形が含まれている。そして、連続する３つの第３駆動パルスＰ３〜第５駆動パルスＰ５のうち第５駆動パルスＰ５には、要素Ｔ５４およびＴ５５が含まれた制振用波形が含まれている。
【００４０】
本実施形態では、各駆動パルスＰ２〜Ｐ５の駆動の開始タイミングについて、１つ前の駆動パルスＰ１〜Ｐ４の駆動の開始からの間隔が３×Ｔｃ以下である。以下、ｎ×Ｔｃを適宜ｎＴｃと記載する。詳しくは、第１駆動パルスＰ１の開始から第２駆動パルスＰ２の開始までの間隔ΔＴ１、第２駆動パルスＰ２の開始から第３駆動パルスＰ３の開始までの間隔ΔＴ２、第３駆動パルスＰ３の開始から第４駆動パルスＰ４の開始までの間隔ΔＴ３、および、第４駆動パルスＰ４の開始から第５駆動パルスＰ５の開始までの間隔ΔＴ４は、３×Ｔｃ以下である。なお、本明細書において「３×Ｔｃ」とは、理論上の３×Ｔｃに厳密に一致する場合に限らず、Ｔｃの揺らぎや誤差などを許容し得るものである。
【００４１】
本実施形態では、第３駆動パルスＰ３の駆動の開始から第４駆動パルスＰ４の駆動の開始までの間隔ΔＴ３は、２×Ｔｃよりも大きく、かつ、３×Ｔｃ以下である。また、第４駆動パルスＰ４の駆動の開始から第５駆動パルスＰ５の駆動の開始までの間隔ΔＴ４は、２×Ｔｃまたは３×Ｔｃである。例えば、間隔ΔＴ４は、２×Ｔｃであるとよい。詳しい説明は省略するが、本発明者が間隔ΔＴ３および間隔ΔＴ４の下限値を検討した結果、間隔ΔＴ３および間隔ΔＴ４を上記範囲にすることで、吐出量および吐出速度のばらつきを抑えることができることを見出した。ここでは、ヘルムホルツ固有振動周期Ｔｃで振動している圧力室３３が膨張し始めるタイミングで、第５駆動パルスＰ５の駆動を開始する。このことによって、ヘルムホルツ固有振動周期Ｔｃで膨張している圧力室３３の振動を打ち消す（キャンセルする）動作が防止され、吐出安定性を向上させることができる。その結果、記録媒体５上の所定の位置に安定した大きさのドットを形成することができる。
【００４２】
次に、連続する２つの駆動パルスＰ１〜Ｐ５の開始の間隔ΔＴ１〜ΔＴ４を、３×Ｔｃ以下にすると共に、制振用波形が含まれる駆動パルスを生成する理由について説明する。図８Ａは、図５のメイン駆動信号ＭＷから第２駆動パルスＰ２を省略したメイン駆動信号ＭＷ’の波形図である。図８Ｂは、図８Ａのメイン駆動信号ＭＷ’において、第１駆動パルスＰ１の開始から第３駆動パルスＰ３の開始までの間隔ΔＴ３１と、第３駆動パルスＰ３によるインク吐出量およびインク吐出速度との関係を示すグラフである。例えば、図８Ａに示すように、図５のメイン駆動信号Ｗから第２駆動パルスＰ２を省略したメイン駆動信号ＭＷ’において、第１駆動パルスＰ１の駆動の開始から第３駆動パルスＰ３の駆動の開始までの間隔ΔＴ３１を変化させると、図８Ｂに示すように、吐出ヘッド２５のノズル３５からの吐出量と吐出速度は、１Ｔｃ＜ΔＴ３１≦２Ｔｃ、２Ｔｃ＜ΔＴ３１≦３Ｔｃ、および、３Ｔｃ＜ΔＴ３１≦４Ｔｃにおいて、周期的に変化する。ここで、３Ｔｃ＜ΔＴ３１では、変動が他に比べて収まっている。これは、間隔ΔＴ３１が３Ｔｃよりも大きくなると、第１駆動パルスＰ１による振動によって、駆動パルスＰ３〜Ｐ５によるインクの吐出が影響しないことを意味する。すなわち、間隔ΔＴ３１が３Ｔｃよりも大きくなると、第３駆動パルスＰ３の駆動の開始時には、第１駆動パルスＰ１による振動はほぼ衰退していることを意味する。間隔ΔＴ３１をＴｃの整数倍にすると、吐出量が極大値をとるが、安定吐出の電圧マージンを確保することが困難になる。一方、１Ｔｃ＜ΔＴ３１＜２Ｔｃ、または、２Ｔｃ＜ΔＴ３１＜３Ｔｃの場合には、吐出量が減少するリスクが考えられる。そのため、吐出量と吐出マージンを確実に確保するためには、間隔ΔＴ３１は３×Ｔｃよりも大きくすることが好ましい。
【００４３】
本実施形態では、図８Ａのメイン駆動信号ＭＷ’において、第３ドット（大ドット）におけるインクの吐出量を増やすため、図５に示すように、第１駆動パルスＰ１と第３駆動パルスＰ３との間に、第２駆動パルスＰ２を挿入することを考える。ここで、例えば、第２駆動パルスＰ２に、制振用波形が含まれず、台形波形のみが含まれている場合、駆動周波数を１６ｋＨｚに収めるためには、第１駆動パルスＰ１の駆動の開始から第２駆動パルスＰ２の駆動の開始までの間隔ΔＴ１は、３×Ｔｃ以下となる。このように、間隔ΔＴ１が３×Ｔｃ以下の場合、第１駆動パルスＰ１による振動が減衰する前に、第２駆動パルスＰ２〜第４駆動パルスＰ４による振動が加わる。そして、第５駆動パルスＰ５の駆動の開始まで、ほぼ減衰せずに振動が増幅し続けるため、十分なマージンを確保することができない可能性が高くなる。よって、第２駆動パルスＰ２には、振動を減衰させるための制振用波形が含まれているとよい。本実施形態では、振動を減衰させるために、少なくとも第２駆動パルスＰ２および第５駆動パルスＰ５には、制振用波形が含まれている。また、本実施形態では、波形長を短くするという観点から、間隔ΔＴ１〜間隔ΔＴ４は、３×Ｔｃ以下にしている。
【００４４】
本実施形態では、第５駆動パルスＰ５によって吐出される第５の液滴が第４駆動パルスＰ４によって吐出される第４の液滴以上の速さになるように設定されている。すなわち、図５に示すように、第５駆動パルスＰ５の充電波形要素Ｔ５３における電位の変化量（Ｖ４−Ｖ１）は、第４駆動パルスＰ４の充電波形要素Ｔ４３における電位の変化量（Ｖ０−Ｖ３）よりも大きく設定されている。このことによって、第４の液滴と第５の液滴とを記録媒体５上に着弾する前に、的確にマージさせることができる。また、長いサテライト滴やミストの発生をより良く抑制することができる。
【００４５】
本実施形態では、第１駆動パルスＰ１、第２駆動パルスＰ２、第３駆動パルスＰ３、第４駆動パルスＰ４および第５駆動パルスＰ５のそれぞれの放電時間（ここでは、放電と放電維持の合計時間）は、それぞれ吐出ヘッド２５のヘルムホルツ固有振動周期Ｔｃの１／２に設定されている。ここでは、図５に示すように、放電波形要素Ｔ１１の開始時間をｔ０とし、放電維持波形要素Ｔ１２の終了時間をｔ２としたときに、ｔ１とｔ２とは、次式（１）：ｔ２−ｔ１＝（１／２）×Ｔｃ；を満たすように設定されている。放電波形要素Ｔ２１の開始時間をｔ３とし、放電維持波形要素Ｔ２２の終了時間をｔ４としたときに、ｔ３とｔ４とは、次式（２）：ｔ４−ｔ３＝（１／２）×Ｔｃ；を満たすように設定されている。放電波形要素Ｔ３１の開始時間をｔ５とし、放電維持波形要素Ｔ３２の終了時間をｔ６としたときに、ｔ５とｔ６とは、次式（３）：ｔ６−ｔ５＝（１／２）×Ｔｃ；を満たすように設定されている。放電波形要素Ｔ４１の開始時間をｔ７とし、放電維持波形要素Ｔ４２の終了時間をｔ８としたときに、ｔ７とｔ８とは、次式（４）：ｔ８−ｔ７＝（１／２）×Ｔｃ；を満たすように設定されている。また、放電波形要素Ｔ５１の開始時間をｔ９とし、放電維持波形要素Ｔ５２の終了時間をｔ１０としたときに、ｔ９とｔ１０とは、次式（５）：ｔ１０−ｔ９＝（１／２）×Ｔｃ；を満たすように設定されている。このように、第１駆動パルスＰ１〜第５駆動パルスＰ５は、圧力室３３の膨張している状態が（１／２）×Ｔｃの時間維持されるように構成されている。
【００４６】
図９Ａは、第１駆動パルスＰ１を示す説明図である。図９Ｂは、図９Ａの第１駆動パルスＰ１に対応する圧力室３３の状態を示す説明図である。アクチュエータ３６は、放電によって電圧値が下降すると収縮し、充電によって電圧値が上昇すると伸長する。図９Ａに示すように、圧力室３３は、アクチュエータ３６が収縮すると膨張し、アクチュエータ３６が伸長すると収縮する。このため、上記式（１）におけるｔ２−ｔ１、上記式（２）におけるｔ４−ｔ３、上記式（３）におけるｔ６−ｔ５、上記式（４）におけるｔ８−ｔ７、および、上記式（５）におけるｔ１０−ｔ９は、圧力室３３の膨張状態を維持する時間を示している。アクチュエータ３６の収縮によって、圧力室３３には、図９Ｂの破線で示すようなヘルムホルツ固有振動周期Ｔｃのヘルムホルツ固有振動が生じる。ここで、上記式（１）〜上記式（５）を満たすようなタイミングでアクチュエータ３６を収縮状態から伸長状態へと切り替えることによって、図９Ｂの実線で示すように、圧力室３３のヘルムホルツ固有振動の振幅を増大させることができる。このように、圧力室３３の膨張および収縮をヘルムホルツ固有振動に同期させることで、インクの吐出を安定化させると共に、より小さい駆動電圧で相対的に大きなインク滴を吐出することができる。その結果、記録媒体５上に大きなドットを精度よく形成することができる。
【００４７】
図１０は、第１ドット（小ドット）を形成するときにアクチュエータ３６に供給される供給信号を示す波形図である。図１０に示すように、アクチュエータ３６に第４駆動パルスＰ４が供給されると、圧力室３３の容積は一度増加してから減少し、ノズル３５から第４の液滴を吐出する動作が１回行われる。続いてアクチュエータ３６に第５駆動パルスＰ５が供給されると、圧力室３３の容積は、再び増加してから減少し、ノズル３５から第５の液滴を吐出する動作が１回行われる。ここでは、アクチュエータ３６に第４駆動パルスＰ４および第５駆動パルスＰ５が供給されると、ノズル３５から第４の液滴および第５の液滴を吐出する動作が行われる。本実施形態では、第４の液滴と第５の液滴とは、記録媒体５上に着弾する前にマージされ、第１ドットが記録媒体５上に形成される。
【００４８】
図１１は、第２ドット（中ドット）を形成するときにアクチュエータ３６に供給される供給信号を示す波形図である。図１１に示すように、アクチュエータ３６に第３駆動パルスＰ３が供給されると、圧力室３３の容積は一度増加してから減少し、ノズル３５から第３の液滴を吐出する動作が１回行われる。続いてアクチュエータ３６に第４駆動パルスＰ４および第５駆動パルスＰ５が供給されると、圧力室３３の容積は、再び増加して減少し、ノズル３５から第４の液滴および第５の液滴を吐出する動作がそれぞれ１回行われる。ここでは、アクチュエータ３６に第３駆動パルスＰ３〜第５駆動パルスＰ５が供給されると、ノズル３５から第３の液滴〜第５の液滴を吐出する動作が行われる。本実施形態では、第３の液滴〜第５の液滴は、記録媒体５上に着弾する前にマージされ、第２ドットが記録媒体５上に形成される。
【００４９】
図１２は、第３ドット（大ドット）を形成するときにアクチュエータ３６に供給される供給信号を示す波形図である。図１２に示すように、アクチュエータ３６に第１駆動パルスＰ１が供給されると、圧力室３３の容積は一度増加してから減少し、ノズル３５から第１の液滴を吐出する動作が１回行われる。続いてアクチュエータ３６に第２駆動パルスＰ２が供給されると、圧力室３３の容積は、再び増加してから減少し、ノズル３５から第２の液滴を吐出する動作が１回行われる。さらに、アクチュエータ３６に第３駆動パルスＰ３、第４駆動パルスＰ４および第５駆動パルスＰ５が供給されると、圧力室３３の容積は、再び増加して減少し、ノズル３５から第３の液滴、第４の液滴および第５の液滴を吐出する動作がそれぞれ１回行われる。ここでは、アクチュエータ３６に第１駆動パルスＰ１〜第５駆動パルスＰ５が供給されると、ノズル３５から第１の液滴〜第５の液滴を吐出する動作が行われる。本実施形態では、第１の液滴〜第５の液滴は、記録媒体５上に着弾する前にマージされ、第３ドットが記録媒体５上に形成される。
【００５０】
以上のように、本実施形態では、図５に示すように、第１駆動パルスＰ１の開始から第２駆動パルスＰ２の開始までの間隔ΔＴ１、第２駆動パルスＰ２の開始から第３駆動パルスＰ３の開始までの間隔ΔＴ２、第３駆動パルスＰ３の開始から第４駆動パルスＰ４の開始までの間隔ΔＴ３、および、第４駆動パルスＰ４の開始から第５駆動パルスＰ５の開始までの間隔ΔＴ４は、３×Ｔｃ以下であるため、第１駆動パルスＰ１〜第５駆動パルスＰ５の波形長を比較的に短くすることができる。第３ドット形成部４２ｃ（図３参照）において、第１駆動パルスＰ１〜第５駆動パルスＰ５によって得られる第１の液滴〜第５の液滴がマージされることによって、比較的に大きな第３ドット（大ドット）を形成させることができる。よって、比較的に高い駆動周波数（例えば１６ｋＨｚ）であっても、第１駆動パルスＰ１〜第５駆動パルスＰ５を使用することで、大きなドットを形成させることができる。
【００５１】
ところで、連続する駆動パルスＰ１〜Ｐ５の開始の間隔ΔＴ１〜ΔＴ４が３×Ｔｃ以下の場合、直前の駆動パルスによる振動がある程度衰退する前に、次の駆動パルスによる振動が開始されることがあり得る。その結果、振動が増幅するため、安定して液滴を吐出させることができないことがあり得る。しかしながら、本実施形態では、第１駆動パルスＰ１〜第５駆動パルスＰ５のうち、連続する３つの駆動パルスのうちの１つの駆動パルスには、制振用波形が含まれている。ここでは、第２駆動パルスＰ２および第５駆動パルスＰ５に、制振用波形が含まれている。そのため、連続する駆動パルスＰ１〜Ｐ５の開始の間隔ΔＴ１〜ΔＴ４が３×Ｔｃ以下であっても、直前の駆動パルスによる振動の衰退は、制振用波形によって促進される。よって、安定して液滴を吐出させることができる。
【００５２】
本実施形態では、第２駆動パルスＰ２の制振用波形は、電位がＶｍに維持される放電維持波形要素Ｔ２４と、電位がＶｍからＶ０に上昇する充電波形要素Ｔ２５とを有する。このことによって、図６Ｂに示すように、圧力室３３が収縮状態から膨張状態に切り替わるタイミングｔ１１で、充電波形要素Ｔ２５によって電圧値が上昇して、図６ＢのＳＴ１のように収縮側の波が起こるため、ＳＴ２のように振動を減衰させることができる。
【００５３】
本実施形態では、図５に示すように、第５駆動パルスＰ５の制振用波形は、電位がＶ４で維持される放電維持波形要素Ｔ５４と、電位がＶ４からＶ０に下降する放電波形要素Ｔ５５とを有する。このことによって、図７Ｂに示すように、第５駆動パルスＰ５において、圧力室３３が膨張状態から収縮状態に切り替わるタイミングｔ１２で、放電波形要素Ｔ５５によって電圧値が下降する。このとき、図７ＢのＳＴ３のように膨張側の波が起こるため、ＳＴ４のように振動を減衰させることができる。
【００５４】
本実施形態では、図５に示すように、第３駆動パルスＰ３の開始から第４駆動パルスＰ４の開始までの間隔ΔＴ３は、２×Ｔｃより大きく、かつ、３×Ｔｃ以下である。ここで、間隔ΔＴ３が２×Ｔｃより短い場合では、第３駆動パルスＰ３に基づいて第３の液滴が吐出されたときに発生した振動が十分に減衰していないため、ノズル３５から吐出される液滴の吐出量や吐出速度の変動が比較的大きい。よって、間隔ΔＴ３を２×Ｔｃより大きく、かつ、３×Ｔｃ以下にすることで、所望の大きさの液滴（例えば、第２ドットおよび第３ドット）を安定的に吐出させることができる。
【００５５】
また、第２ドットを形成する場合に加え、第３ドットを形成する場合にも安定吐出の電圧マージンを十分に確保することができる。例えば、第２ドットを形成する際には、第４駆動パルスＰ４の前に第３駆動パルスＰ３があるため、間隔ΔＴ３＝ｐ×Ｔｃ（ｐは１以上の整数）のとき、第４の液滴は第３駆動パルスＰ３によって加速し、第４の液滴は第１ドットを形成するとき以上に加速する。ここで、ｐの値が小さいほど第４の液滴および第５の液滴の加速が大きくなる。このため、吐出速度や吐出量が増大し、吐出曲りなどの不具合を誘発し得るメニスカス溢れが生じやすくなり、電圧マージンも狭くなる。上記不具合の発生を抑制するためには、間隔ΔＴ３をできるだけ大きくすることが好ましく、波形長を考慮すると第３駆動パルスＰ３の振動が適度に減衰した２Ｔｃより遅いタイミングがより好ましい。さらに、吐出量が増えるほど（すなわち、第３駆動パルスＰ３の前に位置する、言い換えると、第３駆動パルスＰ３よりも前に印加される駆動パルスが増えるほど）メニスカス溢れの発生が起きやすくなる。このため、第２ドットを形成するときの安定吐出を実現するためにより広い電圧マージンを確保することによって、第３ドットを形成するときの吐出不安定の発生をより抑制することができる。
【００５６】
本実施形態では、第４駆動パルスＰ４の開始から第５駆動パルスＰ５の開始までの間隔ΔＴ４は、２×Ｔｃおよび３×Ｔｃの何れかである。このことによって、第４の液滴吐出後のメニスカス３５ａ（図４参照）の引き込み量が適度に低減され、液量の多い大きな第５の液滴を安定的に吐出することができる。さらに、液体吐出装置２０では、第５の液滴が第４の液滴以上の速さで吐出される。このため、第４の液滴と第５の液滴とが的確にマージされる。また、第５の液滴の吐出速度が速められることで、サテライト滴やミストの発生を高度に抑制することができる。
【００５７】
本実施形態では、図５に示すように、第１駆動パルスＰ１、第２駆動パルスＰ２、第３駆動パルスＰ３、第４駆動パルスＰ４、および、第５駆動パルスＰ５は、圧力室３３の膨張している状態が（１／２）×Ｔｃの時間持続されるように構成されている。このことによって、第１駆動パルスＰ１〜第５駆動パルスＰ５が、圧力室３３のヘルムホルツ固有振動周期Ｔｃを増幅させるように作用する。その結果、液滴の吐出安定性を高めると共に、圧力室３３の膨張収縮量が増して、より大きな第１の液滴〜第５の液滴を吐出することができる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかしながら、上記実施形態は例示に過ぎず、本発明は他の種々の形態で実施することができる。
【００５９】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る液体吐出装置について説明する。以下の説明では、既に説明した構成と同様の構成には同じ符合を適宜使用し、その説明は適宜省略する。上記実施形態では、図５に示すように、メイン駆動信号ＭＷは、第１駆動パルスＰ１〜第５駆動パルスＰ５の５つの駆動パルスを有していた。しかしながら、図１３に示すように、本実施形態に係るメイン駆動信号ＭＷ２は、６つの駆動パルスＰ６、Ｐ１、Ｐ２Ａ、Ｐ３〜Ｐ５を有している。
【００６０】
本実施形態では、例えば駆動周波数は、１４ｋＨｚ程度である。本実施形態に係るメイン駆動信号ＭＷ２は、第１サブ駆動信号Ｗ１と、第２サブ駆動信号Ｗ２と、第３サブ駆動信号Ｗ３とを有している。第１サブ駆動信号Ｗ１は、第６駆動パルスＰ６、第１駆動パルスＰ１および第２駆動パルスＰ２Ａを含んでいる。
【００６１】
第６駆動パルスＰ６は、第６の液滴を吐出させる駆動パルスである。第６駆動パルスＰ６は、第１駆動パルスＰ１の前方に位置し、第１駆動パルスＰ１よりも前に印加される。第６駆動パルスＰ６は、電位がＶ０からＶ５に下降する放電波形要素Ｔ６１と、電位がＶ５で維持される放電維持波形要素Ｔ６２と、電位がＶ５からＶ０に上昇する充電波形要素Ｔ６３とを有する。第６駆動パルスＰ６は、要素Ｔ６１〜Ｔ６３を含む台形波形を有する。しかしながら、第６駆動パルスＰ６は、いわゆる制振用波形は有していない。第１駆動パルスＰ１は、第１の液滴を吐出させる駆動パルスであり、第６駆動パルスＰ６の後方に位置し、第６駆動パルスＰ６よりも後に印加される。第１駆動パルスＰ１は、電位がＶ０からＶ１に下降する放電波形要素Ｔ１１と、電位がＶ１で維持される放電維持波形要素Ｔ１２と、電位がＶ１からＶ０に上昇する充電波形要素Ｔ１３とを有する。
【００６２】
第２駆動パルスＰ２Ａは、第２の液滴を吐出させる駆動パルスである。第２駆動パルスＰ２Ａは、電位がＶ０からＶ５に下降する放電波形要素Ｔ２１Ａと、電位がＶ５で維持される放電維持波形要素Ｔ２２Ａと、電位がＶ５からＶ４に上昇する充電波形要素Ｔ２３Ａと、電位がＶ４で維持される放電維持波形要素Ｔ２４Ａと、電位がＶ４からＶ０に下降する放電波形要素Ｔ２５Ａとを有する。本実施形態では、第２駆動パルスＰ２Ａの要素Ｔ２４ＡおよびＴ２５Ａは、制振用波形である。なお、ここでは、第２サブ駆動信号Ｗ２は、第３駆動パルスＰ３を有している。第３サブ駆動信号Ｗ３は、第４駆動パルスＰ４と、第５駆動パルスＰ５とを有している。本実施形態では、Ｖ４＞Ｖ０＞Ｖ３＞Ｖ１＞Ｖ５が成り立つ。しかしながら、Ｖ０、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５の相互の大小関係は特に限定されない。
【００６３】
本実施形態に係るメイン駆動信号ＭＷ２の駆動パルスＰ１〜Ｐ６のうち連続する３つの駆動パルスのうちの少なくとも１つの駆動パルスには、制振用波形が含まれている。例えば、連続する３つの第６駆動パルスＰ６、第１駆動パルスＰ１および第２駆動パルスＰ２Ａのうち、第２駆動パルスＰ２Ａには、要素Ｔ２４ＡおよびＴ２５Ａが含まれた制振用波形が含まれている。連続する３つの第１駆動パルスＰ１、第２駆動パルスＰ２Ａおよび第３駆動パルスＰ３のうち、第２駆動パルスＰ２Ａには、制振用波形が含まれている。また、連続する３つの第２駆動パルスＰ２Ａ、第３駆動パルスＰ３および第４駆動パルスＰ４のうち、第２駆動パルスＰ２Ａには、制振用波形が含まれている。
【００６４】
本実施形態では、第６駆動パルスＰ６の駆動の開始から第１駆動パルスＰ１の駆動の開始までの間隔ΔＴ５は、３×Ｔｃ以下である。また、第１駆動パルスＰ１の駆動の開始から第２駆動パルスＰ２Ａの駆動の開始までの間隔ΔＴ６、および、第２駆動パルスＰ２Ａの駆動の開始から第３駆動パルスＰ３の駆動の開始までの間隔ΔＴ７は、それぞれ３×Ｔｃ以下である。
【００６５】
本実施形態では、第６駆動パルスＰ６、第１駆動パルスＰ１および第２駆動パルスＰ２Ａのそれぞれの放電時間（すなわち、放電と放電維持の合計時間）は、それぞれ吐出ヘッド２５のヘルムホルツ固有振動周期Ｔｃの１／２に設定されている。ここでは、放電波形要素Ｔ６１の開始時間ｔ２１と、放電維持波形要素Ｔ６２の終了時間ｔ２２との差は、（１／２）×Ｔｃである。また、放電波形要素Ｔ２１Ａの開始時間ｔ２３と、放電維持波形要素Ｔ２２Ａの終了時間ｔ２４との差は、（１／２）×Ｔｃである。
【００６６】
本実施形態では、第３ドット（大ドット）を形成する際には、アクチュエータ３６に第６駆動パルスＰ６が供給されると、圧力室３３の容積は一度増加してから減少し、ノズル３５から第６の液滴を吐出する動作が１回行われる。続いてアクチュエータ３６に第１駆動パルスＰ１が供給されると、圧力室３３の容積は、再び増加してから減少し、ノズル３５から第１の液滴を吐出する動作が１回行われる。続いてアクチュエータ３６に第２駆動パルスＰ２Ａが供給されると、圧力室３３の容積は、再び増加してから減少し、ノズル３５から第２の液滴を吐出する動作が１回行われる。さらに、アクチュエータ３６に第３駆動パルスＰ３、第４駆動パルスＰ４および第５駆動パルスＰ５が供給されると、圧力室３３の容積は、再び増加して減少し、ノズル３５から第３の液滴、第４の液滴および第５の液滴を吐出する動作がそれぞれ１回行われる。ここでは、アクチュエータ３６に第６駆動パルスＰ６、第１駆動パルスＰ１、第２駆動パルスＰ２Ａ、第３駆動パルスＰ３〜第５駆動パルスＰ５が供給されると、ノズル３５から第１の液滴〜第６の液滴を吐出する動作が行われる。本実施形態では、第１の液滴〜第６の液滴は、記録媒体５上に着弾する前にマージされ、第３ドットが記録媒体５上に形成される。
【００６７】
以上のように、本実施形態では、図１３に示すように、間隔ΔＴ３〜ΔＴ７は、３×Ｔｃ以下であるため、第１駆動パルスＰ１、第２駆動パルスＰ２Ａ、第３駆動パルスＰ３〜第６駆動パルスＰ６の波形長を比較的に短くすることができる。第３ドット形成部４２ｃ（図３参照）において、第１駆動パルスＰ１、第２駆動パルスＰ２Ａ、第３駆動パルスＰ３〜第６駆動パルスＰ６によって得られる第１の液滴〜第６の液滴がマージされることによって、比較的に大きな第３ドット（大ドット）を形成させることができる。よって、駆動周波数が１４ｋＨｚ程度であっても、第１駆動パルスＰ１、第２駆動パルスＰ２Ａ、第３駆動パルスＰ３〜第６駆動パルスＰ６を使用することで、大きなドットを形成させることができる。
【００６８】
本実施形態では、第６駆動パルスＰ６、第１駆動パルスＰ１、第２駆動パルスＰ２Ａ、第３駆動パルスＰ３〜第５駆動パルスＰ５のうち、連続する３つの駆動パルスのうちの１つの駆動パルスには、制振用波形が含まれている。ここでは、第２駆動パルスＰ２Ａおよび第５駆動パルスＰ５に、制振用波形が含まれている。そのため、連続する駆動パルスＰ６、Ｐ１、Ｐ２Ａ、Ｐ３〜Ｐ５の開始の間隔ΔＴ３〜ΔＴ７が３×Ｔｃ以下であっても、直前の駆動パルスによる振動の衰退は、制振用波形によって促進される。よって、安定して液滴を吐出させることができる。
【００６９】
本実施形態では、第６駆動パルスＰ６は、圧力室３３の膨張している状態が（１／２）×Ｔｃの時間持続されるように構成されている。このことによって、第６駆動パルスＰ６が、圧力室３３のヘルムホルツ固有振動周期Ｔｃを増幅させるように作用する。その結果、液滴の吐出安定性を高めると共に、圧力室３３の膨張収縮量が増して、より大きな第６の液滴を吐出することができる。
【００７０】
＜他の実施形態＞
上記各実施形態では、例えば、図６Ａに示すように、第２駆動パルスＰ２において、制振用波形として要素Ｔ２４およびＴ２５を有する波形が使用され、図７Ａに示すように、第５駆動パルスＰ５において、制振用波形として要素Ｔ５４およびＴ５５を有する波形が使用されていた。しかしながら、図１４Ａに示すように、例えば、他の実施形態に係る第２駆動パルスＰ２Ｂは、電位がＶ０からＶｎ１に下降する放電波形要素Ｔ２１Ｂと、電位がＶｎ１で維持される放電維持波形要素Ｔ２２Ｂと、電位がＶｎ１からＶ０に上昇する充電波形要素Ｔ２３Ｂと、電位がＶ０で維持される放電維持波形要素Ｔ２４Ｂと、電位がＶ０からＶｎ２に上昇する充電波形要素Ｔ２５Ｂと、電位がＶｎ２で維持される放電維持波形要素Ｔ２６Ｂと、電位がＶｎ２からＶ０に下降する放電波形要素Ｔ２７Ｂとを有していてもよい。ここでは、要素Ｔ２４Ｂ〜Ｔ２７Ｂを含む波形が制振用波形となる。図１４Ｂに示すように、第２駆動パルスＰ２Ｂにおいて、圧力室３３が収縮状態から膨張状態に切り替わるタイミングｔ１３で、図１４Ａに示すように、充電波形要素Ｔ２５Ｂによって電圧値が上昇して、図１４ＢのＳＴ５のように収縮側の波が起こるため、ＳＴ６のように振動が衰退する。続いて、膨張状態から収縮状態に切り替わるタイミングｔ１４で、図１４Ａに示すように、放電波形要素Ｔ２７Ｂによって電圧値が下降して、図１４ＢのＳＴ７のように膨張側の波が起こるため、ＳＴ８のように振動をさらに衰退させることができる。
【００７１】
なお、第１および第２実施形態における第２駆動パルスＰ２、Ｐ２Ａは、図７Ａに示すように、第５駆動パルスＰ５のような制振用波形を有していてもよい。また、第５駆動パルスＰ５は、第１実施形態における第２駆動パルスＰ２のような制振用波形（図６Ａ参照）を有していてもよいし、第２実施形態における第２駆動パルスＰ２Ａのような制振用波形（図１３参照）を有していてもよい。また、第５駆動パルスＰ５は、図１４Ａに示すように、他の実施形態における第２駆動パルスＰ２Ｂのような制振用波形を有していてもよい。
【００７２】
上記各実施形態では、制振用波形を有する駆動パルスは、図５では、第２駆動パルスＰ２および第５駆動パルスＰ５のみであり、図１３では、第２駆動パルスＰ２Ａおよび第５駆動パルスＰ５のみであった。しかしながら、制振用波形は、第２駆動パルスＰ２、Ｐ２Ａおよび第５駆動パルスＰ５に加えて、さらに、第２駆動パルスＰ２、Ｐ２Ａおよび第５駆動パルスＰ５以外の駆動パルス（具体的には、駆動パルスＰ１、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６の何れか）にも含まれてもよい。ただし、波形長の観点から、制振用波形は、最低限の数（ここでは、第２駆動パルスＰ２、Ｐ２Ａ、第５駆動パルスＰ５の２つ）であることが好ましい。
【００７３】
なお、上記各実施形態では、第１サブ駆動信号Ｗ１が２つまたは３つの駆動パルスを有し、第２サブ駆動信号Ｗ２が１つの駆動パルスを有し、第３サブ駆動信号Ｗ３が２つの駆動パルスを有していたがこれに限定されない。第１サブ駆動信号Ｗ１は１つまたは４つ以上の駆動パルスを含んでいてもよい。第２サブ駆動信号Ｗ２は２つ以上の駆動パルスを含んでいてもよい。第３サブ駆動信号Ｗ３は１つまたは３つ以上の駆動パルスを含んでいてもよい。
【００７４】
上記各実施形態では、メイン駆動信号ＭＷ、ＭＷ２は、第１サブ駆動信号Ｗ１、第２サブ駆動信号Ｗ２および第３サブ駆動信号Ｗ３を有していたが、これに限定されない。メイン駆動信号ＭＷ、ＭＷ２は、２つのサブ駆動信号を有していてもよいし、４以上のサブ駆動信号を有していてもよい。
【００７５】
上記各実施形態では、アクチュエータ３６は縦振動モードの圧電素子であったが、これには限定されない。アクチュエータ３６は横振動モードの圧電素子であってもよい。また、アクチュエータ３６は、圧電素子に限らず、例えば磁歪素子などであってもよい。
【００７６】
上記各実施形態では、液体がインクであったが、これには限定されない。液体吐出装置２０が吐出する液体は、例えば樹脂材料や、溶質と溶媒とを含む各種液状組成物（例えば洗浄液）などであってもよい。
【００７７】
上記各実施形態では、吐出ヘッドがプリンタ１０に搭載される吐出ヘッド２５であったが、これには限定されない。吐出ヘッドは、例えばインクジェット方式を採用する種々の製造装置や、マイクロピペットなどの計測器具などに搭載することができ、各種用途で使用可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１０  プリンタ（インクジェットプリンタ）
２０  液体吐出装置
２５  吐出ヘッド
２８  制御装置
３２  区画板
３３  圧力室
３５  ノズル
３６  圧電素子（アクチュエータ）
４１  駆動信号生成回路
４２  駆動信号供給回路
４２ｃ  第３ドット形成部（ドット形成部）
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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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１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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