(57)【要約】【課題】液体噴射ヘッドの移動速度が変動した場合においても、液滴の飛翔曲がり等の吐出不良を抑制することが可能な、液体噴射装置、及び、その制御方法を提供する。【解決手段】今回記録周期（吐出周期）Ｔｎの最後の画素パルスＰＸ２の終端と次回記録周期Ｔｎ＋１の最初の画素パルスＰＸ１の始端とを接続する吐出周期接続要素Ｐｃと、同一記録周期内の画素パルス同士を接続する画素接続要素Ｐｂとを駆動信号ＣＯＭ中に含ませ、画素接続要素の時間幅Ｗｂを、エンコーダパルス（位置制御信号）の出力間隔の変動に依らず一定とする一方、吐出周期接続要素の時間幅Ｗｃを、エンコーダパルスの出力間隔の変動に応じて変化するように構成し、吐出周期接続要素の時間幅の最大値が画素接続要素の時間幅に対して１．５倍以上となるように設定し、画素接続要素の時間幅を、圧力室内のインクの固有振動周期Ｔｃ以上に設定した。【選択図】図８
2008062548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル開口に連通する圧力室および当該圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ得る圧力発生手段を有し、当該圧力発生手段の作動によって圧力室内の液体をノズル開口から液滴として吐出する液体噴射ヘッドと、
当該液体噴射ヘッドの主走査方向の往復移動に応じて出力される位置制御信号に基づくタイミングで、少なくとも１つの吐出パルスから構成される１画素分の画素パルスを複数含む駆動信号を吐出周期毎に発生する駆動信号発生手段と、
を備える液体噴射装置であって、
前記駆動信号発生手段は、
今回吐出周期の最後の画素パルスの終端と次回吐出周期の最初の画素パルスの始端とを接続する吐出周期接続要素と、同一吐出周期内の画素パルス同士を接続する画素接続要素とを前記駆動信号中に含ませ、
前記画素接続要素の時間幅を、前記位置制御信号の出力間隔の変動に依らず一定とする一方、前記吐出周期接続要素の時間幅を、前記位置制御信号の出力間隔の変動に応じて変化するように構成し、
前記吐出周期接続要素の時間幅の最大値が前記画素接続要素の時間幅に対して１．５倍以上となるように設定し、
前記画素接続要素の時間幅を、前記圧力室内の液体の固有振動周期Ｔｃ以上に設定したことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記吐出周期接続要素の時間幅の基準値を、前記画素パルス１つ分の時間幅よりも短く設定したことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
ノズル開口に連通する圧力室および当該圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ得る圧力発生手段を有し、当該圧力発生手段の作動によって圧力室内の液体をノズル開口から液滴として吐出する液体噴射ヘッドと、
当該液体噴射ヘッドの主走査方向の往復移動に応じて出力される位置制御信号に基づくタイミングで、少なくとも１つの吐出パルスから構成される１画素分の画素パルスを複数含む駆動信号を吐出周期毎に発生する駆動信号発生手段と、
を備える液体噴射装置の制御方法であって、
今回吐出周期の最後の画素パルスの終端と次回吐出周期の最初の画素パルスの始端とを接続する吐出周期接続要素と、同一吐出周期内の画素パルス同士を接続する画素接続要素とを前記駆動信号中に含ませ、
前記画素接続要素の時間幅を、前記位置制御信号の出力間隔の変動に依らず一定とする一方、前記吐出周期接続要素の時間幅を、前記位置制御信号の出力間隔の変動に応じて変化するように構成し、
前記吐出周期接続要素の時間幅の最大値が前記画素接続要素の時間幅に対して１．５倍以上となるように設定し、
前記画素接続要素の時間幅を、前記圧力室内の液体の固有振動周期Ｔｃ以上に設定したことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【請求項４】
前記吐出周期接続要素の時間幅の基準値を、前記画素パルス１つ分の時間幅よりも短く設定したことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式プリンタ等の液体噴射装置、及び、その制御方法に関するものであり、特に、一吐出周期内に複数種類の吐出パルスを含む駆動信号を用いて圧力発生手段を駆動することにより、ノズル開口から液滴を吐出可能な液体噴射装置、及び、その制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置は、液体を液滴として吐出可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を吐出する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとしては、インクジェット式プリンタ等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造装置等、各種の製造装置にも液体噴射装置が応用されている。
【０００３】
上記インクジェット式プリンタ（以下、単にプリンタという）では、例えば、複数の吐出パルスを一連に含む駆動信号を発生させ、この駆動信号の中から吐出パルスを選択的に圧電振動子等の圧力発生手段に供給してこれを駆動することにより、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせ、この圧力変動を制御することでインク滴を吐出している。そして、この種のプリンタには、圧力発生手段に供給する吐出パルスの数に応じて、記録紙に形成するドットの大きさを変えることにより、多階調記録を行うように構成されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このプリンタは、インク滴を吐出させるための同一形状の吐出パルスを複数含んだ一連の駆動信号を発生し、この駆動信号からパルスを選択して圧力発生手段に供給する。
【０００４】
例えば、液滴を吐出するための吐出パルスを一記録周期（一吐出周期）内に複数含ませて一連の駆動信号を構成する。そして、大ドットを形成する場合は記録周期内の３つの吐出パルスを圧力発生手段に供給する。また、中ドットを形成する場合は２つの吐出パルスを圧力発生手段に供給する。さらに、小ドットを形成する場合は１つの吐出パルスを圧力発生手段に供給する。これにより、「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」、「非記録」の４階調での記録を行う。
【０００５】
ところで、圧力発生手段に吐出パルスを供給してインク滴を吐出した直後において、ノズル開口に露出したインクの自由表面（メニスカス）には残留振動が生じる。この残留振動は、ノズル開口のメニスカスの振動に、圧力室内のインクの固有振動周期Ｔｃの振動が重畳したものである。固有振動周期Ｔｃの振動は数μｓという非常に短い周期でメニスカスを変位させる。この周期Ｔｃの振動は、次のインク滴の吐出に影響を及ぼす虞がある。具体的には、吐出時における周期Ｔｃ振動の位相に応じて吐出インク滴の飛翔速度が変化したり液量（重量・体積）が変動したりする。このような吐出インク滴の飛翔速度や液量の変動は、記録紙における着弾位置のずれやドット大きさのばらつきの原因となり、結果として記録画像の品質低下を招く。
【０００６】
したがって、記録紙に対してインク滴を精度良く着弾させて高品位の画像を記録するためには、吐出するインク滴の飛翔速度や液量を一定に揃えることが肝要である。特に、高速印字を行う場合には、吐出パルスを短い周期で連続的に圧力発生手段に供給してインク滴を吐出するが、この場合には、先の吐出に伴う周期Ｔｃの振動が収束しないうちに次の吐出が行われることがあるため、何れの吐出タイミングにおいても周期Ｔｃの振動の位相が同程度に揃うように、駆動信号中の各吐出パルスの配置を定めることが望ましい。理想的には、駆動信号中の各吐出パルスを一定の間隔（規定間隔）で均等に配置することが望ましい。ここで、「吐出パルスの間隔」とは、先の吐出パルスの終端から、次の吐出パルス信号の始点までの間隔を意味する。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１３６７１９号公報（図４等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、駆動信号の発生タイミングや吐出パルスの供給タイミングを規定するタイミング信号（ラッチ信号ＬＡＴ等）は、記録ヘッドを搭載したキャリッジの移動に伴って出力される位置制御信号（エンコーダパルス）に基づいて生成される。したがって、キャリッジの移動速度が変動すると、タイミング信号の発生周期も変動する。例えば、キャリッジの移動速度が基準速度よりも増加したときには、タイミング信号の発生周期が短くなり、その結果、先の記録周期Ｔｎの最後の吐出パルスと、次の記録周期Ｔｎ＋１の最初の吐出パルスとの間隔が狭まる。
【０００９】
ここで、かつてのプリンタでは、近年のものよりもヘッドの駆動周波数が低かったため、駆動信号中の各吐出パルスの間隔にマージンを特別に設けなくてもタイミング信号の周期変動に対応できる程度の余裕があった。しかしながら、近年では、記録速度の向上の要請からヘッドの駆動周波数がより高くなり、これに伴って駆動信号における吐出パルスの発生間隔がより短くなってきている。そのため、キャリッジの移動速度が増加した場合には、記録周期（吐出周期）Ｔｎの最後の吐出パルスの発生期間と記録周期Ｔｎ＋１の最初の吐出パルスの発生期間とが重なり、異常印字となる虞がある。このような不具合を防止するべく、位置制御信号の発生周期の変動分を考慮して、記録周期Ｔｎの最後の吐出パルスから記録周期Ｔｎ＋１の最初の吐出パルスまでの間隔を、規定間隔よりも長い間隔に設定してマージンを設ける必要が生じてきた。
【００１０】
しかしながら、上記のマージンを設けたとしても、キャリッジの移動速度によっては、先の吐出の後における次の吐出のタイミングが理想的なタイミングからずれてしまい、その結果、インク滴の飛翔速度が変化したり液量が変動したりする場合があった。また、吐出後のインク滴の後に付随するサテライトインク滴の飛翔方向が曲がり、これにより、予定しない位置にサテライトインク滴が着弾する場合がある。その結果、記録画像の画質の低下が生じる虞があった。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体噴射ヘッドの移動速度の変化に伴う位置制御信号の発生周期の変動が生じた場合においても、液滴の飛翔曲がり等の吐出不良を抑制することが可能な、液体噴射装置、及び、その制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の液体噴射装置は、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズル開口に連通する圧力室および当該圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ得る圧力発生手段を有し、当該圧力発生手段の作動によって圧力室内の液体をノズル開口から液滴として吐出する液体噴射ヘッドと、
当該液体噴射ヘッドの主走査方向の往復移動に応じて出力される位置制御信号に基づくタイミングで、少なくとも１つの吐出パルスから構成される１画素分の画素パルスを複数含む駆動信号を吐出周期毎に発生する駆動信号発生手段と、
を備える液体噴射装置であって、
前記駆動信号発生手段は、
今回吐出周期の最後の画素パルスの終端と次回吐出周期の最初の画素パルスの始端とを接続する吐出周期接続要素と、同一吐出周期内の画素パルス同士を接続する画素接続要素とを前記駆動信号中に含ませ、
前記画素接続要素の時間幅を、前記位置制御信号の出力間隔の変動に依らず一定とする一方、前記吐出周期接続要素の時間幅を、前記位置制御信号の出力間隔の変動に応じて変化するように構成し、
前記吐出周期接続要素の時間幅の最大値が前記画素接続要素の時間幅に対して１．５倍以上となるように設定し、
前記画素接続要素の時間幅を、前記圧力室内の液体の固有振動周期Ｔｃ以上に設定したことを特徴とする。
ここで、「吐出周期接続要素の時間幅の最大値」とは、位置制御信号の出力間隔が最大となった状態における吐出周期接続要素の時間幅を意味する。
【００１３】
また、本発明の液体噴射装置の制御方法は、ノズル開口に連通する圧力室および当該圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ得る圧力発生手段を有し、当該圧力発生手段の作動によって圧力室内の液体をノズル開口から液滴として吐出する液体噴射ヘッドと、
当該液体噴射ヘッドの主走査方向の往復移動に応じて出力される位置制御信号に基づくタイミングで、少なくとも１つの吐出パルスから構成される１画素分の画素パルスを複数含む駆動信号を吐出周期毎に発生する駆動信号発生手段と、
を備える液体噴射装置の制御方法であって、
今回吐出周期の最後の画素パルスの終端と次回吐出周期の最初の画素パルスの始端とを接続する吐出周期接続要素と、同一吐出周期内の画素パルス同士を接続する画素接続要素とを前記駆動信号中に含ませ、
前記画素接続要素の時間幅を、前記位置制御信号の出力間隔の変動に依らず一定とする一方、前記吐出周期接続要素の時間幅を、前記位置制御信号の出力間隔の変動に応じて変化するように構成し、
前記吐出周期接続要素の時間幅の最大値が前記画素接続要素の時間幅に対して１．５倍以上となるように設定し、
前記画素接続要素の時間幅を、前記圧力室内の液体の固有振動周期Ｔｃ以上に設定したことを特徴とする。
【００１４】
上記の発明によれば、吐出周期接続要素の時間幅の最大値が画素接続要素の時間幅に対して１．５倍以上となるように設定し、画素接続要素の時間幅を、圧力室内の液体の固有振動周期Ｔｃ以上に設定するので、今回記録周期における最後の吐出パルスによる液滴の吐出後に、次回記録周期における最初の吐出パルスによる液滴の吐出を連続して行う場合においても、先の吐出による固有振動周期Ｔｃの振動の影響を可及的に抑えることができる。これにより、後の吐出時の液滴の飛翔速度や液量の変動、或いは液滴に付随するサテライト液滴の飛翔曲がり等を抑制することが可能となる。
【００１５】
なお、上記構成において、吐出周期接続要素の時間幅の基準値を、前記画素パルス１つ分の時間幅よりも短く設定する構成を採用することが望ましい。
ここで、「時間幅の基準値」とは、位置制御信号の出力間隔の変動が無い、即ち、液体噴射ヘッドが規定速度で移動している状態における吐出周期接続要素の時間幅（時間幅の設計値）を意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、図１に示すインクジェット式プリンタ（以下、プリンタと略記する）を例示する。
【００１７】
図１に示すように、このプリンタ１は、液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド２が取り付けられると共に、インクカートリッジ３が着脱可能に取り付けられるキャリッジ４と、記録ヘッド２の下方に配設されたプラテン５と、キャリッジ４を記録紙の紙幅方向に移動させるキャリッジ移動機構６と、キャリッジ４の移動に伴ってエンコーダパルスを出力するリニアエンコーダ７と、記録紙８を紙送り方向に移動させる紙送り機構９（図６参照）とを備えている。
【００１８】
上記のキャリッジ移動機構６は、プリンタ１における主走査方向（紙幅方向）に架設されたガイド軸１１と、主走査方向の一側に配設されたキャリッジ移動モータ１２と、このキャリッジ移動モータ１２の回転軸に接続され、キャリッジ移動モータ１２によって回転駆動される駆動プーリー１３と、駆動プーリー１３とは反対側の主走査方向他側に配設された遊転プーリー１４と、駆動プーリー１３と遊転プーリー１４との間に掛け渡され、キャリッジ４に接続されたタイミングベルト１５とから構成される。キャリッジ移動モータ１２は、キャリッジ移動機構６における駆動源として機能し、例えば、パルスモータやＤＣモータが用いられる。このキャリッジ移動モータ１２は、制御手段として機能する制御部１６（図６参照）により、その回転速度や回転方向等が制御される。そして、キャリッジ移動モータ１２が回転すると、駆動プーリー１３及びタイミングベルト１５が回転し、キャリッジ４がガイド軸１１に沿って記録紙８の幅方向に移動する。つまり、このキャリッジ４に搭載された記録ヘッド２は、制御部１６による制御の下で主走査方向に往復移動される。
【００１９】
上記のリニアエンコーダ７は、キャリッジ４の走査位置に応じたエンコーダパルス（本発明における位置制御信号の一種）を、主走査方向における位置情報として出力する。本実施形態におけるリニアエンコーダ７は、図２及び図３に示すように、プリンタ１の筐体側に主走査方向へ張設されたスケール１７（エンコーダフィルム）と、キャリッジ４の背面に取り付けられたフォトインタラプタ１８とを備えている。スケール１７は透明な樹脂製フィルムによって作製された帯状部材であり、例えば、図４（ａ）に示すように、透明なベースフィルム１９の表面に帯幅方向に横断するストライプ２０が複数形成されたもので構成される。各ストライプ２０は、同じ幅とされ、帯長手方向に一定ピッチ、例えば３６０ｄｐｉに相当するピッチで形成されている。また、フォトインタラプタ１８は、互いに対向配置された一対の発光素子２１と受光素子２２とによって構成されている。
【００２０】
上記のスケール１７は、発光素子２１と受光素子２２との間に配置されている。このため、受光素子２２からの検出信号（エンコーダ出力）は、発光素子２１からの光がスケール１７を透過した状態と、ストライプ２０が発光素子２１からの光を遮った状態とで出力レベルが異なる。本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、ストライプ２０が発光素子２１からの光を遮っている遮光状態で受光素子２２からの出力がＨレベルになる。また、発光素子２１からの光がベースフィルム１９（透明部分）に照射されている状態では、この光はベースフィルム１９を透過して受光素子２２に受光される。このため、この状態では受光素子２２からの出力がＬレベルになる。従って、キャリッジ４の主走査方向への移動に伴って、受光素子２２からはパルス状の信号、即ち、エンコーダパルスＥＰが出力される。ここで、ストライプ２０は同じ幅のものが一定ピッチで形成されているため、キャリッジ４の移動速度が一定であれば、図４（ｂ）に示すように、エンコーダパルスＥＰは一定周期で出力されることになる。そして、制御部１６は、このエンコーダパルスＥＰに基づいてキャリッジ４（記録ヘッド２）の走査位置を認識できる。即ち、例えば、受信したエンコーダパルスＥＰをカウントすることで、キャリッジ４の位置を認識することができる。
【００２１】
上記の紙送り機構９は、紙送り駆動源としての紙送りモータ２５と、この紙送りモータ２５によって回転駆動される紙送りローラ２６とから構成される。本実施形態の紙送りローラ２６は、上下一対のローラで構成されている。即ち、下側に位置する駆動ローラと上側に位置する従動ローラ（図示せず）によって構成されている。駆動ローラは上端部分をプラテン５の上面から露出させた状態でプラテン５内に配設されており、この露出した部分の上に従動ローラが配置される。そして、従動ローラと駆動ローラとによって記録紙８を挟み付け、この挟持状態で駆動ローラを回転することで記録紙８を紙送り方向に移動させる。
【００２２】
上記の記録ヘッド２は、本発明の液体噴射ヘッドの一種であり、液体状のインクを液滴の状態にしてノズル開口から吐出させる。この記録ヘッド２の一例を、図５に基づいて説明する。
図５は、上記記録ヘッド２の構成を説明する要部断面図である。この記録ヘッド２は、ケース２９と、このケース２９内に収納される振動子ユニット３０と、ケース２９の底面（先端面）に接合される流路ユニット３１等を備えている。上記のケース２９は、例えば、エポキシ系樹脂により作製され、その内部には振動子ユニット３０を収納するための収納空部３２が形成されている。振動子ユニット３０は、圧力発生手段の一種として機能する圧電振動子３３と、この圧電振動子３３が接合される固定板３４と、圧電振動子３３に駆動信号等を供給するためのフレキシブルケーブル３５とを備えている。圧電振動子３３は、圧電体層と電極層とを交互に積層した圧電板を櫛歯状に切り分けることで作製された積層型であって、積層方向に直交する方向に伸縮可能な縦振動モードの圧電振動子である。
【００２３】
流路ユニット３１は、流路形成基板３７の一方の面にノズルプレート３８を、流路形成基板３７の他方の面に振動板３９をそれぞれ接合して構成されている。この流路ユニット３１には、リザーバ４０（共通液体室）と、インク供給口４１と、圧力室４２と、ノズル連通口４３と、ノズル開口４４とを設けている。そして、インク供給口４１から圧力室４２及びノズル連通口４３を経てノズル開口４４に至る一連のインク流路が、各ノズル開口４４に対応して形成されている。
【００２４】
上記ノズルプレート３８は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば３６０ｄｐｉ）で複数のノズル開口４４が列状に穿設されたステンレス等の金属製の薄いプレートである。このノズルプレート３８には、ノズル開口４４を列設してノズル列（ノズル群）が複数設けられており、１つのノズル列は、例えば３６０個のノズル開口４４によって構成される。
【００２５】
上記振動板３９は、支持板４６の表面に弾性体膜４７を積層した二重構造である。本実施形態では、金属板の一種であるステンレス板を支持板４６とし、この支持板４６の表面に樹脂フィルムを弾性体膜４７としてラミネートした複合板材を用いて振動板３９を作製している。この振動板３９には、圧力室４２の容積を変化させるダイヤフラム部４８が設けられている。また、この振動板３９には、リザーバ４０の一部を封止するコンプライアンス部４９が設けられている。
【００２６】
上記のダイヤフラム部４８は、エッチング加工等によって支持板４６を部分的に除去することで作製される。即ち、このダイヤフラム部４８は、圧電振動子３３の自由端部の先端面が接合される島部４２と、この島部４２を囲む薄肉弾性部４３とからなる。上記のコンプライアンス部４９は、リザーバ４０の開口面に対向する領域の支持板４６を、ダイヤフラム部４８と同様にエッチング加工等によって除去することにより作製され、リザーバ４０に貯留された液体の圧力変動を吸収するダンパーとして機能する。
【００２７】
そして、上記の島部４２には圧電振動子３３の先端面が接合されているので、この圧電振動子３３の自由端部を伸縮させることで圧力室４２の容積を変動させることができる。この容積変動に伴って圧力室４２内のインクに圧力変動が生じる。そして、記録ヘッド２は、この圧力変動を利用してノズル開口４４からインク滴を吐出させるようになっている。
【００２８】
次に、図６のブロック図に基づき、プリンタ１の電気的構成について説明する。本実施形態におけるプリンタ１は、プリンタコントローラ５１と、プリントエンジン５２とを備えている。プリンタコントローラ５１は、図示しないホストコンピュータ等の外部機器からの印刷データ等を受信するインターフェース（外部Ｉ／Ｆ）５３と、各種データの記憶等を行うＲＡＭ５４と、各種データ処理のためのプログラム等を記憶したＲＯＭ５５と、各部の電気的制御を行う制御部１６と、クロック信号（ＣＫ）を発生する発振回路５６と、記録ヘッド２へ供給するための駆動信号（ＣＯＭ）を発生する駆動信号発生回路５８と、階調データ及び駆動信号等をプリントエンジン５２に送信するためのインターフェース（内部Ｉ／Ｆ）５９とを備える。
【００２９】
外部Ｉ／Ｆ５３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つのデータ又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。ＲＡＭ５４は、受信バッファ、中間バッファ、出力バッファ等として利用されるものである。ＲＯＭ５５は、制御部１６によって実行される各種制御プログラム、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。
【００３０】
制御部１６は、駆動信号の圧電振動子３３への供給制御を行う。例えば、制御部１６は、ホストコンピュータ等から送信された印刷データをドットパターンに対応した階調データに展開して記録ヘッド２に送信する。この場合において、制御部１６は、受信バッファ内の印刷データを読み出して中間コードデータに変換し、この中間コードデータを中間バッファに記憶する。そして、制御部１６は、中間バッファから読み出した中間コードデータを解析し、ＲＯＭ５５内のフォントデータやグラフィック関数等を参照して中間コードデータをドット毎の階調データに展開する。
【００３１】
展開された階調データは出力バッファに一旦記憶される。一回の主走査に相当する１行分の階調データが得られると、この１行分の階調データ（ＳＩ）は内部Ｉ／Ｆ５９を通じて記録ヘッド２にシリアル伝送される。出力バッファから１行分の階調データが送信されると、中間バッファの内容が消去されて次の中間コードデータに対する変換が行われる。そして、記録ヘッド２では、受信した階調データに基づき、インク滴の吐出やメニスカスの微振動動作が行われる。
【００３２】
上記の駆動信号発生回路５８は、本発明における駆動信号発生手段の一種であり、複数の吐出パルスを含んだ一連の駆動信号を発生する。この吐出パルスは、規定量のインク滴を記録ヘッド２のノズル開口４４から吐出させ得るパルスである。図７に例示した駆動信号ＣＯＭは、一記録周期Ｔ内に合計２画素分の画素パルスＰＸ１，ＰＸ２（一画素の形成に用いられる、１つの吐出パルス、又は、２つ以上の吐出パルスからなるパルス群を意味する）を含んでいる。そして、駆動信号発生回路５８は、この駆動信号ＣＯＭを記録周期Ｔ毎に繰り返し発生する。なお、この駆動信号ＣＯＭについての詳細は後述する。
【００３３】
上記リニアエンコーダ７からのエンコーダパルスＥＰは、駆動信号発生回路５８及び制御部１６に入力されている。そして、駆動信号発生回路５８は、エンコーダパルスＥＰに基づくタイミングで上記の駆動信号ＣＯＭを出力する。また、制御部１６は、エンコーダパルスＥＰに基づいて、ラッチ信号ＬＡＴやチャンネル信号ＣＨを生成して記録ヘッド２に出力する。図７に示すように、ラッチ信号ＬＡＴは、記録周期Ｔの開始タイミングを規定する信号であり、チャンネル信号ＣＨは、ラッチ信号ＬＡＴの後に一定間隔で発生する信号である。
【００３４】
上記のプリントエンジン５２は、キャリッジ移動機構６の電気駆動系と、紙送り機構９の電気駆動系と、記録ヘッド２の電気駆動系と、リニアエンコーダ７等から構成される。キャリッジ移動機構６の電気駆動系には上記のキャリッジ移動モータ１２が含まれ、紙送り機構９の電気駆動系には上記の紙送りモータ２５が含まれる。これらのキャリッジ移動機構６の電気駆動系、及び、紙送り機構９の電気駆動系は制御部１６によって制御され、互いに連係して動作する。
【００３５】
記録ヘッド２の電気駆動系は、第１シフトレジスタ６１及び第２シフトレジスタ６２からなるシフトレジスタ回路と、第１ラッチ回路６３と第２ラッチ回路６４とからなるラッチ回路と、デコーダ６５と、制御ロジック６６と、レベルシフタ６７と、スイッチ回路６８と、圧電振動子３３とから構成される。各シフトレジスタ６１，６２、各ラッチ回路６３，６４、デコーダ６５、スイッチ回路６８、及び、圧電振動子３３は、それぞれ記録ヘッド２の各ノズル開口４４に対応して複数設けられる。この記録ヘッド２の電気駆動系は、プリンタコントローラ５１からの階調データＳＩに応じて圧電振動子３３に駆動信号中の駆動パルスを選択的に供給するものである。換言すれば、記録ヘッド２の電気駆動系は駆動パルスを供給するパルス供給手段として機能し、制御部１６（制御手段）による制御の下、駆動信号に含まれるパルスを圧電振動子３３に対して選択的に供給する。
【００３６】
第１シフトレジスタ６１には第１ラッチ回路６３が電気的に接続され、第２シフトレジスタ６２には第２ラッチ回路６４が電気的に接続されている。そして、プリンタコントローラ５１（制御部１６）からのラッチ信号ＬＡＴが各ラッチ回路６３，６４に入力されると、第１ラッチ回路６３は階調データの下位ビットのデータをラッチし、第２ラッチ回路６４は階調データの上位ビットをラッチする。このような動作をする第１シフトレジスタ６１及び第１ラッチ回路６３と、第２シフトレジスタ６２及び第２ラッチ回路６４の組は、それぞれが記憶回路を構成し、デコーダ６５に入力される前の階調データを一時記憶する。
【００３７】
各ラッチ回路６３，６４でラッチされた階調データは、デコーダ６５に入力される。このデコーダ６５は、２ビットの階調データを翻訳して４ビットの印字データを生成する。そして、このデコーダ６５、上記の制御部１６、シフトレジスタ６１，６２、及び、ラッチ回路６３，６４は、印字データ生成手段として機能し、階調データから印字データを生成する。この印字データの各ビットは、駆動信号ＣＯＭを構成する第１吐出パルスＰ１〜第４吐出パルスＰ４にそれぞれ対応しており、各吐出パルスの選択情報として機能する。デコーダ６５によって翻訳された４ビットの印字データは、制御ロジック６６からの供給タイミング信号ＴＭによって規定されるタイミングで上位ビット側から順次レベルシフタ６７に入力される。制御ロジック６６は、ラッチ信号ＬＡＴやチャンネル信号ＣＨに基づいて供給タイミング信号ＴＭを発生する。即ち、この制御ロジック６６は、ラッチ信号或いはチャンネル信号を受信する毎に供給タイミング信号ＴＭを発生する。レベルシフタ６７は、電圧増幅器として機能し、印字データが「１」の場合には、スイッチ回路６８を駆動できる電圧、例えば数十ボルト程度の電圧に昇圧された電気信号を出力する。
【００３８】
レベルシフタ６７で昇圧された「１」の印字データは、スイッチ手段として機能するスイッチ回路６８に供給される。このスイッチ回路６８の入力側には、駆動信号発生回路５８からの駆動信号ＣＯＭが供給されており、スイッチ回路６８の出力側には圧電振動子３３が接続されている。印字データは、スイッチ回路６８の作動を制御する。例えば、スイッチ回路６８に加わる印字データが「１」である期間中は、駆動信号ＣＯＭ中の吐出パルスが圧電振動子３３に供給され、この吐出パルスに応じて圧電振動子３３は変形する。一方、スイッチ回路６８に加わる印字データが「０」の期間中は、レベルシフタ６７からはスイッチ回路６８を作動させる電気信号が出力されないので、圧電振動子３３へは吐出パルスが供給されない。要するに、印字データ「１」が設定された第１吐出パルスＰ１〜第４吐出パルスＰ４が選択的に圧電振動子３３に供給される。
【００３９】
次に、駆動信号ＣＯＭと、この駆動信号ＣＯＭに基づくインク滴吐出制御について説明する。
まず、駆動信号ＣＯＭについて説明する。図７に示すように、本実施形態における駆動信号ＣＯＭは、一記録周期Ｔ内に合計２画素分の画素パルスＰＸ１，ＰＸ２を含んで構成され、記録周期Ｔ毎に繰り返し発生される。各画素パルスＰＸ１，ＰＸ２は、それぞれ２つの吐出パルスから構成される。したがって、本実施形態における駆動信号ＣＯＭは、一記録周期Ｔ内に合計４つの吐出パルス（第１吐出パルスＰ１〜第４吐出パルスＰ４）を含んでいる。
【００４０】
上記第１吐出パルスＰ１〜第４吐出パルスＰ４は、何れも同じ波形の信号によって構成されており、中間電位ＶＭから最高電位ＶＨまでインク滴を吐出させない程度の一定勾配で電位（振動子電位）を上昇させる第１充電要素ｐ１と、最高電位ＶＨを一定時間保持する充電ホールド要素ｐ２と、最高電位ＶＨから最低電位ＶＬまで急勾配で電位を下降させる放電要素ｐ３と、最低電位ＶＬを一定時間保持する放電ホールド要素ｐ４と、最低電位ＶＬから中間電位ＶＭまで電位を上昇させる第２充電要素ｐ５とを含んで構成されている。
【００４１】
そして、これらの第１吐出パルスＰ１〜第４吐出パルスＰ４を圧電振動子３３に供給すると、各吐出パルスＰ１〜Ｐ４が供給される毎に数ピコリットルの小インク滴がノズル開口４４から吐出される。そして、一記録周期Ｔ内に供給する吐出パルス信号の数を変えることで、記録される画素の大きさを異ならせることができる。このため、パルス供給手段（即ち、制御部１６、シフトレジスタ６１，６２、ラッチ回路６３，６４、デコーダ６５、制御ロジック６６、レベルシフタ６７、及び、スイッチ回路６８、以下同様。）は、記録する画素の大きさに応じて、一記録周期Ｔ内の吐出パルスの選択数を変える。例えば、小ドットの画素を記録する際には、一画素に対応する２つの吐出パルスのうち何れか一方を圧電振動子３３に供給する。また、２つの吐出パルスの両方を圧電振動子３３に供給することにより、小インク滴が２回連続して吐出されて大ドットの画素を形成することができる。
【００４２】
本実施形態における駆動信号ＣＯＭでは、図８に示すように、同一画素内の吐出パルス同士（Ｐ１とＰ２、或いは、Ｐ３とＰ４）をパルス接続要素Ｐａで接続し、同一記録周期内の画素パルス同士（ＰＸ１とＰＸ２）を画素接続要素Ｐｂで接続している。また、今回記録周期Ｔｎの最後（後側）の第２画素パルスＰＸ２の終端（即ち、吐出パルスＰ４の後端）と次回記録周期Ｔｎ＋１の最初の第１画素パルスＰＸ１の始端（即ち、吐出パルスＰ１の始端）とを吐出周期接続要素Ｐｃで接続している。そして、パルス接続要素Ｐａの時間幅Ｗａ（当該要素の発生時間）を、圧力室４２内のインクの固有振動周期Ｔｃ以下に設定し、画素接続要素Ｐｂの時間幅Ｗｂを、固有振動周期Ｔｃ以上に設定している。
【００４３】
ここで、パルス接続要素Ｐａの時間幅ＷａをＴｃ以下としたのは、このパルス接続要素Ｐａによって接続される吐出パルス同士は同一画素を形成するためのものであるため、これらの吐出パルスを用いて大ドットを形成する際にインク滴の着弾位置を可及的に互いに近接させるべく、両吐出パルスによるインク滴の吐出間隔を短くするためである。そして、この時間幅ＷａをＴｃ以下に設定することにより、記録周期全体を短縮化して高周波駆動に寄与することが可能である。
【００４４】
また、画素接続要素Ｐｂの時間幅ＷｂをＴｃ以上としたのは、第１画素パルスＰＸ１における吐出動作が終了してから当該時間幅の静止期間を設けることにより、吐出後のメニスカスにおける固有振動周期Ｔｃの振動を減衰させて、この振動が後側の画素パルスＰＸ２によるインク滴の吐出に対して悪影響を及ぼすことを抑制するためである。
【００４５】
なお、パルス接続要素Ｐａの時間幅Ｗａおよび画素接続要素Ｐｂの時間幅Ｗｂは、各要素の直後に発生する吐出パルスによるインク滴の吐出時における固有振動周期Ｔｃの振動の位相が両者で可及的に揃うように、上記の条件内で設定される。
【００４６】
これらのパルス接続要素Ｐａと画素接続要素Ｐｂの時間幅Ｗａ，Ｗｂは、記録ヘッド２を搭載したキャリッジ４の移動速度の変動によるエンコーダパルスＥＰの出力間隔（発生周期）が変化した場合においても一定となっている。即ち、エンコーダパルスＥＰの出力間隔の変化に伴ってラッチ信号ＬＡＴの間隔が変化した場合においても、当該ラッチ信号ＬＡＴの後に出力されるチャンネル信号ＣＨの間隔は一定となっている。これにより、同一画素内における第１吐出パルスＰ１（又は第３吐出パルスＰ３）によるインク滴吐出後の第２吐出パルスＰ２（又は第４吐出パルスＰ４）によるインク滴吐出時の条件（メニスカスの振動の状態）は、エンコーダパルスＥＰの出力間隔の変動に依らず可及的に一定となっている。同様に、同一吐出周期内における第１画素パルスＰＸ１の第２吐出パルスＰ２によるインク滴吐出後の第２画素パルスＰＸ２の第３吐出パルスによるインク滴吐出時の条件は、エンコーダパルスＥＰの出力間隔の変動に依らず可及的に一定である。
【００４７】
これに対し、吐出周期接続要素Ｐｃの時間幅Ｗｃは、エンコーダパルスＥＰの発生周期の変動に応じて変化するように構成されている。即ち、この吐出周期接続要素Ｐｃは、エンコーダパルスＥＰの発生周期の変動に対する調整代として設けられており、その時間幅Ｗｃの基準値（設計値）が定められているが、実際には、エンコーダパルスＥＰの発生周期の変動に応じてこの時間幅Ｗｃが基準値に対して前後に変動するようになっている。このため、キャリッジ４の移動速度が高まってエンコーダパルスＥＰの発生周期が短くなった場合においても、前回記録周期の最後の吐出パルスＰ４の発生期間と次回記録周期の最初の吐出パルスＰ１の発生期間とが重ならないように、吐出周期接続要素Ｐｃの時間幅Ｗｃの基準値を、画素接続要素Ｐｂの時間幅Ｗｂよりも長く設定している。
【００４８】
しかしながら、吐出周期接続要素Ｐｃの時間幅ＷｃがエンコーダパルスＥＰの発生周期の変動に応じて変化すると、今回記録周期Ｔｎにおける第４吐出パルスＰ４によるインク滴の吐出後に、次回記録周期Ｔｎ＋１における第１吐出パルスＰ１によるインク滴の吐出を連続して行うときに、メニスカスの状態（固有振動周期Ｔｃの振動の位相や振幅）が一定とならず、これにより吐出が不安定となる虞がある。例えば、吐出周期接続要素Ｐｃの時間幅Ｗｃが画素接続要素Ｐｂの時間幅Ｗｂに対して−Ｔｃ／２変動する場合においては、前波形による残留振動が逆位相となり、且つ、振幅差があるため吐出が不安定になり易い。
【００４９】
図９は、インク滴吐出後のメニスカスに生じる固有振動周期Ｔｃの振動を模式的に表した図である。なお、同図に示すように、吐出周期接続要素Ｐｃの時間幅Ｗｃの最大値が画素接続要素Ｐｂの時間幅Ｗｂに対して１．５倍以上となるように設定することで、エンコーダパルスＥＰの発生間隔が最も大きくなった場合において各要素Ｐｂ，Ｐｃの終端（即ち、当該要素の後に続く吐出パルスの始端）に対応する時点におけるＴｃの振動の位相差Ｄｐは大きくなるが、画素接続要素Ｐｂの時間幅ＷｂをＴｃ以上に設定することにより、各要素Ｐｂ，Ｐｃの終端の時点ではＴｃの振動が少なくとも１周期を経て減衰しているため、結果として各要素Ｐｂ，Ｐｃの終端の時点における振幅差Ｄａを小さくすることができる。また、エンコーダパルスＥＰの発生周期の変動は±５％〜±１０％程度であるため、この範囲で変動が生じたとしても、各要素Ｐｂ，Ｐｃの終端の時点ではＴｃの振動が少なくとも１周期を経ているので振幅差を小さくすることができる。
【００５０】
なお、吐出周期接続要素Ｐｃの時間幅Ｗｃは上述したようにエンコーダパルスＥＰの発生周期の変動に応じてこの時間幅Ｗｃが基準値に対して前後に変動するようになっているので「最大値」という概念が発生するのに対して、他方、画素接続要素Ｐｂの時間幅ＷｂはエンコーダパルスＥＰの出力間隔の変化に伴ってラッチ信号ＬＡＴの間隔が変化した場合においても、当該ラッチ信号ＬＡＴの後に出力されるチャンネル信号ＣＨの間隔は一定となっているので、基準値に対して変動せず一定の値となっている。
【００５１】
そして、各要素Ｐｂ，Ｐｃの終端の時点における振幅差Ｄａを小さくすることにより、今回記録周期Ｔｎの第４吐出パルスＰ４によるインク滴の吐出後に、次回記録周期Ｔｎ＋１の第１吐出パルスＰ１によるインク滴の吐出を連続して行う場合においても、キャリッジ４の移動速度の変動によるエンコーダパルスＥＰの出力間隔の変化に依らず、先の吐出による固有振動周期Ｔｃの振動の影響を可及的に抑えることができる。これにより、後の吐出時のインク滴の飛翔速度や液量の変動、或いはインク滴に付随するサテライトインク滴の飛翔曲がり等を抑制することが可能となる。その結果、吐出対象物である記録紙に対して規定位置に規定量のインク滴を精度良く着弾させることができ、記録画像の画質の低下を防止することが可能となる。
【００５２】
ここで、吐出周期接続要素Ｐｃの時間幅Ｗｃの最大値を画素接続要素Ｐｂの時間幅Ｗｂよりも１．５倍以上としたのは、固有振動周期Ｔｃの振動の減衰時間を確保するという目的の他、時間幅ＷｂをＴｃ、時間幅Ｗｃを時間幅Ｗｂ＋５０％（即ち、Ｗｂの１．５倍）に設定した場合に、上記の振幅差Ｄａが最小となるようにするためである。
【００５３】
そして、吐出周期接続要素Ｐｃの時間幅Ｗｃの基準値は、画素パルス１つ分の時間幅よりも短く設定することが望ましい。これは、画素パルス１つ分の時間の経過時点では固有振動周期Ｔｃの振動は十分に減衰しており、これ以上の時間幅に設定すると記録周期を不必要に長くしてしまうからである。
【００５４】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
例えば、吐出パルスの波形に関し、上記実施形態（図７等）で例示したものには限らない。要は、圧電振動子３３を伸縮駆動させて液滴を吐出させることが可能なものであれば種々の形状のものを採用することができる。
【００５５】
また、上記実施形態においては、一記録周期内に２つの画素パルスを含む駆動振動ＣＯＭを例示したが、例えば、３つ以上の画素パルスを含む構成を採用しても良い。さらに、画素パルスＰＸ１，ＰＸ２が、それぞれ２つの吐出パルス群から構成される例を示したが、これには限られない。画素パルスは、少なくとも１つの吐出パルスから構成されていればよく、３つ以上の吐出パルスを含む構成であってもよい。
さらに、一記録周期の駆動信号ＣＯＭ内に画素パルスを１つしか含まない構成（即ち、駆動信号ＣＯＭ内に画素接続要素を含まない構成）を採用する場合、吐出周期接続要素の時間幅の最大値を、固有振動周期Ｔｃ＋５０％（Ｔｃの１．５倍）以上に設定することで、上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【００５６】
また、上記実施形態では、本発明の圧力発生手段として所謂撓み振動モードの圧電振動子３３を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、所謂縦振動モードの圧電振動子や磁歪素子、発熱素子などの他の圧力発生手段を用いる場合にも本発明を適用することができる。
【００５７】
さらに、本発明は、上記プリンタ以外の液体噴射装置にも適用できる。例えば、ディスプレー製造装置、電極製造装置、チップ製造装置等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】プリンタの構成を説明する斜視図である。
【図２】リニアエンコーダを説明する部分拡大図である。
【図３】キャリッジの側面図である。
【図４】（ａ）はリニアエンコーダのスケールを説明する図、（ｂ）は受光素子からの出力（エンコーダパルス）を説明する図である。
【図５】記録ヘッドの構成を説明する要部断面図である。
【図６】プリンタの電気的構成を説明するブロック図である。
【図７】駆動信号の構成を説明する波形図である。
【図８】駆動信号が記録周期毎に繰り返し発生する状態を示す波形図である。
【図９】メニスカスに生じる固有振動周期Ｔｃの振動を模式的に表した図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…プリンタ，２…記録ヘッド，４…キャリッジ，７…リニアエンコーダ，１６…制御部，５１…プリンタコントローラ，５２…プリントエンジン，５８…駆動信号発生回路，６１…第１シフトレジスタ，６２…第２シフトレジスタ，６３…第１ラッチ回路，６４…第２ラッチ回路，６５…デコーダ，６６…制御ロジック，６７…レベルシフタ，６８…スイッチ回路
【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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