(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体吐出装置の駆動信号の生成方法であって、前記液体吐出装置は、
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振動板と、
前記振動板に連結され、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、
駆動周期毎に、それぞれ１つまたは２つ以上の駆動パルスを含む小ドット用駆動信号、中ドット用駆動信号、および大ドット専用駆動信号を有する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が生成する前記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、
前記駆動信号生成回路は、前記大ドット専用駆動信号に含まれる少なくとも１つの駆動パルスを前記小ドット用駆動信号および前記中ドット用駆動信号よりも前に生成するように構成され、
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小ドット用駆動信号を供給する小ドット形成部と、
前記アクチュエータに対して前記中ドット用駆動信号を供給しかつ前記小ドット用駆動信号を供給しない中ドット形成部と、
前記アクチュエータに対して、前記小ドット用駆動信号、前記中ドット用駆動信号、および前記大ドット専用駆動信号を供給する大ドット形成部と、を有しており、
前記小ドット用駆動信号および前記中ドット用駆動信号のそれぞれの波形を設計する工程と、
設計された前記小ドット用駆動信号および前記中ドット用駆動信号に前記大ドット専用駆動信号を加えてなる駆動信号を前記アクチュエータに供給することによって対象物に予め設定した所定寸法の大ドットが形成されるように、前記大ドット専用駆動信号の波形を設計する工程と、
を包含する液体吐出装置の駆動信号の生成方法。
【請求項２】
前記駆動信号生成回路は、前記小ドット用駆動信号を前記中ドット用駆動信号よりも前に生成するように構成されている、請求項１に記載の液体吐出装置の駆動信号の生成方法。
【請求項３】
前記駆動信号生成回路は、前記小ドット用駆動信号と前記中ドット用駆動信号との間に、前記大ドット専用駆動信号に含まれる駆動パルスを生成しないように構成されている、請求項１または２に記載の液体吐出装置の駆動信号の生成方法。
【請求項４】
前記大ドット専用駆動信号は、１つの駆動パルスからなっている、請求項１〜３のいずれか一つに記載の液体吐出装置の駆動信号の生成方法。
【請求項５】
前記小ドット用駆動信号は、前記圧力室内の液体の圧力を減少させてから増加させる駆動パルスを１つ含み、
前記中ドット用駆動信号は、前記圧力室内の液体の圧力を減少させてから増加させる駆動パルスを２つ含んでいる、請求項１〜４のいずれか一つに記載の液体吐出装置の駆動信号の生成方法。
【請求項６】
前記液体はインクである、請求項１〜５のいずれか一つに記載の液体吐出装置の駆動信号の生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置の駆動信号の生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液体が貯留された圧力室と、圧力室の一部を区画する振動板と、振動板に連結されたアクチュエータと、圧力室に連通するノズルと、アクチュエータに駆動信号を供給することによりアクチュエータを駆動する制御装置と、を備えた液体吐出装置が知られている。このような液体吐出装置は、例えば、液体としてインクを吐出するインクジェットプリンタなどに設けられている。
【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を供給すると、アクチュエータが変形し、それに伴って振動板が変形する。これにより、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。吐出されたインク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、記録紙上に１つのドットが形成される。そして、このようなドットを記録紙上に多数形成することにより、画像などが形成される。
【０００４】
ドットの寸法を調整できれば、記録紙上に高画質の画像を形成することができる。しかし、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インク滴の液量に限界がある。１つの駆動パルスだけでは、異なる寸法のドットを形成することは難しい。そこで、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し、そ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技術が知られている。
【０００５】
特許文献１には、寸法の異なる３種類のドット、すなわち、大ドット、中ドット、小ドットを形成可能なインクジェットプリンタが開示されている。このインクジェットプリンタでは、駆動周期毎に、５つの駆動パルスＰ１〜Ｐ５を含む駆動信号を生成する。図８（ａ）に示すように、大ドットを形成するときには、アクチュエータに対し全ての駆動パルスＰ１〜Ｐ５を供給する。図８（ｂ）に示すように、中ドットを形成するときには、アクチュエータに対して３番目の駆動パルスＰ３および５番目の駆動パルスＰ５を供給する。図８（ｃ）に示すように、小ドットを形成するときには、アクチュエータに対して５番目の駆動パルスＰ５のみを供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１６２２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記インクジェットプリンタでは、５番目の駆動パルスＰ５は、小ドットを形成するとき、中ドットを形成するとき、および大ドットを形成するときのいずれにも用いられる。しかし、小ドットを安定して形成できるように駆動パルスＰ５を設計した場合、中ドットおよび大ドットの両方を安定して形成できるように他の駆動パルスを設計するのは、必ずしも容易なことではない。そのため、上記インクジェットプリンタでは、設計自由度が低いという課題があった。
【０００８】
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、アクチュエータに供給する駆動パルスの数を調整することにより大ドット、中ドット、および小ドットを形成し得る液体吐出装置であって、設計自由度の高い駆動信号により、それら大ドット、中ドット、および小ドットを安定して形成できる液体吐出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る液体吐出装置は、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振動板と、前記振動板に連結され、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、駆動周期毎に、それぞれ１つまたは２つ以上の駆動パルスを含む小ドット用駆動信号、中ドット用駆動信号、および大ドット専用駆動信号を有する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が生成した前記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、を備える。前記駆動信号生成回路は、前記大ドット専用駆動信号に含まれる少なくとも１つの駆動パルスを前記小ドット用駆動信号および前記中ドット用駆動信号よりも前に生成するように構成されている。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小ドット用駆動信号を供給する小ドット形成部と、前記アクチュエータに対して前記中ドット用駆動信号を供給しかつ前記小ドット用駆動信号を供給しない中ドット形成部と、前記アクチュエータに対して、前記小ドット用駆動信号、前記中ドット用駆動信号、および前記大ドット専用駆動信号を供給する大ドット部と、を有している。
【００１０】
上記液体吐出装置によれば、大ドットを形成するときにはアクチュエータに対して、小ドット用駆動信号および中ドット用駆動信号に加え、大ドット専用駆動信号を供給する。大ドット専用駆動信号は大ドットを形成するときにしか用いられないので、設計自由度が高い。
【００１１】
また、上記液体吐出装置によれば、中ドットを形成するときには、中ドット用駆動信号を供給し、かつ、小ドット用駆動信号を供給しない。小ドット用駆動信号は、小ドットを形成するときおよび大ドットを形成するときに利用され、中ドットを形成するときには利用されない。中ドット用駆動信号は、中ドットを形成するときおよび大ドットを形成するときに利用され、小ドットを形成するときには利用されない。よって、小ドット用駆動信号と中ドット用駆動信号とを、互いに独立して設計することができる。そのため、駆動信号の設計自由度が高い。
【００１２】
さらに、上記液体吐出装置によれば、大ドット専用駆動信号に含まれる少なくとも１つの駆動パルスは、小ドット用駆動信号および中ドット用駆動信号よりも前に生成される。駆動周期の開始から小ドット用駆動信号の供給開始までの間、および、駆動周期の開始から中ドット用駆動信号の供給開始までの間には、少なくとも大ドット専用駆動信号に含まれる少なくとも１つの駆動パルスに相当する分の時間間隔がある。そのため、駆動周期の開始時点で、１つ前の駆動周期におけるノズル内のインクメニスカス振動が残っていたとしても、小ドット用駆動信号または中ドット用駆動信号を供給するまでに、その振動は十分に減衰する。よって、小ドットおよび中ドットを安定して形成することができる。小ドットおよび中ドットを安定して形成できるので、小ドット用駆動信号および中ドット用駆動信号の設計自由度が高くなる。
【発明の効果】
【００１３】
以上より、本発明によれば、設計自由度の高い駆動信号により大ドット、中ドット、および小ドットを安定して形成できる液体吐出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの斜視図である。
【図２】上記インクジェットプリンタの主要部の正面図である。
【図３】吐出ヘッドの一部の断面図である。
【図４】制御装置の一部のブロック図である。
【図５】駆動信号の波形図である。
【図６】アクチュエータに供給される信号を表す波形図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ小ドット、中ドット、大ドットを形成するときの供給信号の波形図である。
【図７】駆動信号生成回路の設計方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】従来のインクジェットプリンタにおいてアクチュエータに供給される信号を表す波形図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ大ドット、中ドット、小ドットを形成するときの波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を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、重複する説明は省略または簡略化する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタ１０の斜視図である。図２は、インクジェットプリンタ１０の主要部を表す正面図である。図１および図２において、符号ＬおよびＲは、それぞれ左および右を示している。符号ＦおよびＲｒは、それぞれ前および後を示している。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、インクジェットプリンタ１０の設置態様を何ら限定するものではない。
【００１７】
インクジェットプリンタ１０は、記録紙５に印刷を行うためのものである。記録紙５は記録媒体の一例であり、インクが吐出される対象物の一例である。なお、記録媒体には、普通紙などの紙類はもちろんのこと、ポリ塩化ビニル（polyvinyl chloride、PVC）やポリエステルなどの樹脂材料、アルミニウム、鉄、木材などの各種の材料からなる記録媒体が含まれる。
【００１８】
インクジェットプリンタ１０は、ケーシング２と、ケーシング２内に配置されたガイドレール３とを備えている。ガイドレール３は、左右方向に延びている。ガイドレール３には、インクを吐出する吐出ヘッド１５が設けられたキャリッジ１が係合している。キャリッジ１は、キャリッジ移動機構８によって、ガイドレール３に沿って左右方向（走査方向）に往復移動する。キャリッジ移動機構８は、ガイドレール３の左端側および右端側に配置されたプーリ１９ｂ、１９ａを有している。プーリ１９ａにはキャリッジモータ８ａが連結されている。なお、キャリッジモータ８ａはプーリ１９ｂに連結されていてもよい。プーリ１９ａは、キャリッジモータ８ａによって駆動される。両プーリ１９ａ、１９ｂには、それぞれ無端状のベルト６が巻き掛けられている。キャリッジ１はベルト６に固定されている。プーリ１９ａ，１９ｂが回転してベルト６が走行すると、キャリッジ１が左右方向に移動する。
【００１９】
インクジェットプリンタ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。解像度との兼ね合いもあるが、スループットを向上する観点からは、キャリッジ１の走査速度が速めに設定されることがある。例えば通常の走査速度は、駆動周波数１４ｋＨｚ程度で、概ね６００〜９００ｍｍ／ｓ程度に設定され得る。また、例えば高速動作時には、駆動周波数２０ｋＨｚ程度で、走査速度が、概ね１０００ｍｍ／ｓ以上、例えば１１００〜１２００ｍｍ／ｓに設定され得る。かかる場合、インク滴の吐出間隔がとりわけ短くなる。そのため、ここに開示される技術の適用が殊に効果的である。
【００２０】
記録紙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、紙送り方向は前後方向のことである。ケーシング２内には、記録紙５を支持するプラテン４が設けられている。プラテン４にはグリッドローラ（図示せず）が設けられている。グリッド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。グリッドローラはフィードモータ（図示せず）に連結されている。グリッドローラはフィードモータによって駆動され、回転する。グリッドローラとピンチローラとの間に記録紙５が挟まれた状態でグリッドローラが回転すると、記録紙５は前後方向に搬送される。
【００２１】
インクジェットプリンタ１０は、複数のインクカートリッジ１１を備えている。それら複数のインクカートリッジ１１には、色の異なるインクが貯留されている。例えば、インクジェットプリンタ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１１を備えている。
【００２２】
吐出ヘッド１５は、各色のインク毎に設けられている。各色の吐出ヘッド１５とインクカートリッジ１１とは、インク供給路１２により接続されている。インク供給路１２は、インクカートリッジ１１から吐出ヘッド１５へインクを供給するインク流路である。インク供給路１２は、例えば可撓性を有するチューブにより構成されている。インク供給路１２には、送液ポンプ１３が設けられている。ただし、送液ポンプ１３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１２の一部は、ケーブル類保護案内装置により覆われている。
【００２３】
吐出ヘッド１５は、記録紙５に向かってインクを吐出し、記録紙５上にインクのドットを形成するものである。このドットが多数並べられることにより、記録紙５上に画像などが形成される。吐出ヘッド１５は、記録紙５と対向する側の面（本実施形態では吐出ヘッド１５の下面）に、インクを吐出するための複数のノズル２５（図３参照）を備えている。
【００２４】
図３は、吐出ヘッド１５の１つのノズル２５近傍における部分断面図である。吐出ヘッド１５は、開口２１ａを有する中空のケース２１と、開口２１ａを塞ぐようにケース２１に取り付けられた振動板２２とを備えている。振動板２２はケース２１と共に、インクが貯留される圧力室２３を区画している。振動板２２は、圧力室２３の一部を仕切っている。振動板２２は、圧力室２３の内側および外側に弾性変形可能なものである。振動板２２は、圧力室２３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。振動板２２は、典型的には樹脂フィルムである。
【００２５】
ケース２１の側壁には、インクが流入するインク流入口２４が形成されている。なお、インク流入口２４は圧力室２３とつながっていればよく、インク流入口２４の位置は何ら限定されない。圧力室２３には、インク流入口２４を通じてインクカートリッジ１１からインクが供給され、インクが貯留される。ノズル２５は、ケース２１の下面２１ｂに形成されている。
【００２６】
振動板２２の圧力室２３側と反対側の面には、圧電素子２６が当接している。圧電素子２６の一部は、固定部材２９に固定されている。圧電素子２６は、アクチュエータを構成している。圧電素子２６は、フレキシブルケーブル２７を介して制御装置１８に接続されている。圧電素子２６には、フレキシブルケーブル２７を介して信号が供給される。本実施形態において、圧電素子２６は、圧電材料と導電層とを交互に積層した積層体である。圧電素子２６は、制御装置１８から信号を受けると膨張または収縮し、振動板２２を圧力室２３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２６の形式は特に限定されない。
【００２７】
このような構成の吐出ヘッド１５では、例えば圧電素子２６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２６が収縮する。すると、これに追従して振動板２２が初期位置から圧力室２３の外側に弾性変形し、圧力室２３が膨張する。なお、圧力室２３が膨張するとは、振動板２２の変形により圧力室２３の容積が大きくなることをいう。次いで、圧電素子２６の電位を上昇させることによって、圧電素子２６が積層方向に伸長する。これにより、振動板２２が圧力室２３の内側に弾性変形し、圧力室２３が収縮する。なお、圧力室２３が収縮するとは、振動板２２の変形により圧力室２３の容積が小さくなることをいう。このような圧力室２３の膨張および収縮により、圧力室２３内の圧力が変動する。この圧力室２３内の圧力変動によって、圧力室２３内のインクが加圧され、インク滴となってノズル２５から吐出される。その後、圧電素子２６の電位を基準電位に戻すことにより、振動板２２が初期位置に復帰して、圧力室２３が膨張する。このとき、インク流入口２４から圧力室２３内にインクが流入する。
【００２８】
制御装置１８は、キャリッジ移動機構８のキャリッジモータ８ａと、紙送り機構のフィードモータと、送液ポンプ１３と、吐出ヘッド１５とに対して、通信可能に接続されている。制御装置１８は、これらの動作を制御する。制御装置１８は、典型的にはコンピュータである。制御装置１８は、例えば、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（記録媒体）とを備えている。
【００２９】
図４に示すように、制御装置１８は、吐出ヘッド１５を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成回路３１と、駆動信号生成回路３１が生成する駆動信号の一部または全部を吐出ヘッド１５の各圧電素子２６に供給する駆動信号供給回路３２とを備えている。なお、以下の説明では、吐出ヘッド１５の圧電素子２６のことをアクチュエータ２６と称する。駆動信号供給回路３２がアクチュエータ２６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３１が生成する駆動信号の一部または全部からなる信号である。
【００３０】
駆動信号生成回路３１および駆動信号供給回路３２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３１および駆動信号供給回路３２のハードウェア構成には、周知のもの（例えば、前述の特開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。
【００３１】
後述するように、駆動信号生成回路３１が生成する駆動信号には、複数の駆動パルスが含まれる。駆動信号供給回路３２は、それら複数の駆動パルスのうち１つまたは２つ以上の駆動パルスを選択し、アクチュエータ２６に供給する。アクチュエータ２６に供給する駆動パルスを適宜選択することにより、１駆動周期中に吐出ヘッド１５のノズル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、記録紙５上に形成されるインクのドットの寸法を変更することができる。本実施形態に係るインクジェットプリンタ１０では、寸法の異なる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、寸法の大きい方から順に、大ドット、中ドット、小ドットと称することとする。
【００３２】
詳細は後述するが、小ドットを形成するときに、駆動信号供給回路３２はアクチュエータ２６に対して上記駆動信号の一部を供給する小ドット形成部３２ａとして機能する。中ドットを形成するときに、駆動信号供給回路３２はアクチュエータ２６に対して上記駆動信号の他の一部を供給する中ドット形成部３２ｂとして機能する。大ドットを形成するときに、駆動信号供給回路３２はアクチュエータ２６に対して上記駆動信号の全部を供給する大ドット形成部３２ｃとして機能する。このように、駆動信号供給回路３２は、小ドット形成部３２ａ、中ドット形成部３２ｂ、および大ドット形成部３２ｃを有している。
【００３３】
図５は、駆動信号生成回路３１が生成する駆動信号の波形図である。横軸は時間を表し、縦軸は電位を表す。ｔｘは１駆動周期を表す。駆動信号生成回路３１は、図５に示すような駆動信号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。
【００３４】
図５に示すように、駆動信号は、第１〜第６の駆動パルスＰ１〜Ｐ６を含んでいる。なお、駆動パルスとは、電位が降下する波形要素と、降下した電位が維持される波形要素と、維持された電位を上昇させる波形要素とからなる波形、または、電位が上昇する波形要素と、上昇した電位が維持される波形要素と、維持された電位を降下させる波形要素とからなる波形のことである。
【００３５】
詳しくは、第１駆動パルスＰ１は、電位が基準電位Ｖ０からＶ１に降下する放電波形要素Ｔ１１と、電位がＶ１に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とからなっている。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に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とからなっている。第３駆動パルスＰ３は、電位がＶｍからＶ３に上昇する充電波形要素Ｔ３１と、電位がＶ３に維持される充電維持波形要素Ｔ３２と、電位がＴ３２からＶ０に降下する放電波形要素Ｔ３３とからなっている。第４駆動パルスＰ４は、電位がＶ０からＶ４に降下する放電波形要素Ｔ４１と、電位がＶ４に維持される放電維持波形要素Ｔ４２と、電位がＶ４からＶ０に上昇する充電波形要素Ｔ４３とからなっている。第５駆動パルスＰ５は、電位がＶ０からＶ５に降下する放電波形要素Ｔ５１と、電位がＶ５に維持される放電維持波形要素Ｔ５２と、電位がＶ５からＶｎに上昇する充電波形要素Ｔ５３とからなっている。第６駆動パルスＰ６は、電位がＶｎからＶ６に上昇する充電波形要素Ｔ６１と、電位がＶ６に維持される充電維持波形要素Ｔ６２と、電位がＶ６からＶ０に降下する放電波形要素Ｔ６３とからなっている。なお、本実施形態では、Ｖ６＞Ｖ３＞Ｖｎ＞Ｖ０＞Ｖｍ＞Ｖ１＞Ｖ４＞Ｖ５＞Ｖ２である。ただし、Ｖ１、Ｖ４、Ｖ５、およびＶ２の相互の大小関係は特に限定されない。また、Ｖ６およびＶ３の大小関係も特に限定されない。
【００３６】
第１駆動パルスＰ１、第２駆動パルスＰ２、第４駆動パルスＰ４、および第５駆動パルスＰ５は、圧力室２３の容積をいったん増加させてから減少させる駆動パルスである。言い換えると、第１駆動パルスＰ１、第２駆動パルスＰ２、第４駆動パルスＰ４、および第５駆動パルスＰ５は、圧力室２３をいったん減圧させてから加圧する駆動パルスである。第３駆動パルスＰ３および第６駆動パルスＰ６は、圧力室２３の容積をいったん増加させてから減少させる駆動パルスである。言い換えると、第３駆動パルスＰ３および第６駆動パルスＰ６は、圧力室２３をいったん加圧してから減圧する駆動パルスである。
【００３７】
図６（ａ）は、小ドットを形成するときにアクチュエータ２６に供給される供給信号を表している。図６（ａ）に示すように、小ドット用駆動信号Ｗ１には、第２駆動パルスＰ２および第３駆動パルスＰ３が含まれる。アクチュエータ２６に第２駆動パルスＰ２および第３駆動パルスＰ３が供給されると、圧力室２３の容積はいったん増加してから減少し、ノズル２５からインクを吐出する動作が１回だけ行われる。その結果、ノズル２５から第１の液量のインクが吐出され、記録紙５上に小ドットが形成される。
【００３８】
図６（ｂ）は、中ドットを形成するときにアクチュエータ２６に供給される供給信号を表している。図６（ｂ）に示すように、中ドット用駆動信号Ｗ２には、第４〜第６駆動パルスＰ４〜Ｐ６が含まれる。アクチュエータ２６に第４駆動パルスＰ４が供給されると、圧力室２３の容積はいったん増加してから減少し、ノズル２５からインクを吐出する動作が１回行われる。続いてアクチュエータ２６に第５駆動パルスＰ５および第６駆動パルスＰ６が供給されると、圧力室２３の容積は、再びいったん増加してから減少し、ノズル２５からインクを吐出する動作が１回行われる。すなわち、アクチュエータ２６に第４〜第６駆動パルスＰ４〜Ｐ６が供給されると、ノズル２５からインクを吐出する動作が合計２回行われる。その結果、ノズル２５から前記第１の液量よりも多い第２の液量のインクが吐出され、記録紙５上に中ドットが形成される。
【００３９】
図６（ｃ）は、大ドットを形成するときにアクチュエータ２６に供給される供給信号を表している。図６（ｃ）に示すように、大ドットを形成するときには、アクチュエータ２６に対して、大ドット専用駆動信号Ｗ３と小ドット用駆動信号Ｗ１と中ドット用駆動信号Ｗ２とが供給される。大ドット専用駆動信号Ｗ３には、第１駆動パルスＰ１が含まれる。駆動信号供給回路３２は、大ドットを形成するときには、アクチュエータ２６に対して第１〜第６駆動パルスＰ１〜Ｐ６を供給する。アクチュエータ２６に第１駆動パルスＰ１が供給されると、圧力室２３の容積はいったん増加してから減少し、ノズル２５からインクを吐出する動作が１回行われる。続いてアクチュエータ２６に第２駆動パルスＰ２および第３駆動パルスＰ３が供給されると、圧力室２３の容積は、再びいったん増加してから減少し、ノズル２５からインクを吐出する動作が１回行われる。更に続いてアクチュエータ２６に第４〜第６駆動パルスＰ４〜Ｐ６が供給されると、上述したように、ノズル２５からインクを吐出する動作が２回行われる。そのため、アクチュエータ２６に第１〜第６駆動パルスＰ１〜Ｐ６が供給されると、ノズル２５からインクを吐出する動作が合計４回行われる。その結果、ノズル２５から前記第２の液量よりも多い第３の液量のインクが吐出され、記録紙５上に大ドットが形成される。
【００４０】
なお、図５に示す駆動パルスＰ１〜Ｐ６の電位、生成のタイミング、およびパルス幅などは一例に過ぎず、特に限定される訳ではないが、本実施形態では以下のように設定されている。本実施形態では、第１駆動パルスＰ１の放電時間（すなわち、放電と放電維持の合計時間）ｔ１は、吐出ヘッド１５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。また、第２駆動パルスＰ２の放電時間ｔ２も、ヘルムホルツ固有振動周期Ｔｃの１／２に設定されている。第１駆動パルスＰ１の開始から第２駆動パルスＰ２の開始までの時間ΔＴ１は、ｍ×Ｔｃ（ただし、ｍは自然数）に設定されている。第２駆動パルスＰ２の開始から第４駆動パルスＰ４の開始までの時間ΔＴ２は、（ｎ＋（１／２））×Ｔｃ（ただし、ｎは自然数）に設定されている。第４駆動パルスＰ４の開始から第５駆動パルスＰ５の開始までの時間ΔＴ３は、ｐ×Ｔｃ（ただし、ｐは２以上の自然数）に設定されている。第１〜第６駆動パルスＰ１〜Ｐ６は、第２駆動パルスＰ２および第３駆動パルスＰ３によって吐出される第２インク滴の速度が、第１駆動パルスＰ１によって吐出される第１インク滴の速度よりも大きくなるように設定されている。また、第５駆動パルスＰ５および第６駆動パルスＰ６によって吐出される第４インク滴の速度が、第４駆動パルスＰ４によって吐出される第３インク滴の速度よりも大きくなるように設定されている。
【００４１】
アクチュエータ２６に第１〜第６駆動パルスＰ１〜Ｐ６を供給すると、１駆動周期中にノズル２５から第１〜第４インク滴が吐出される。第２インク滴は、第１インク滴をマージして記録紙５上に着弾する。次に、第４インク滴が第３インク滴をマージして、先に記録紙５上に着弾している第１インク滴および第２インク滴とほぼ同じ位置に着弾する。その結果、記録紙５上に１つのドット（大ドット）が形成される。
【００４２】
アクチュエータ２６に第４〜第６駆動パルスＰ４〜Ｐ６を供給すると、１駆動周期中にノズル２５から第３インク滴および第４インク滴が吐出される。第４インク滴は、第３インク滴をマージして記録紙５上に着弾する。その結果、記録紙５上に１つのドット（中ドット）が形成される。
【００４３】
アクチュエータ２６に第２駆動パルスＰ２および第３駆動パルスＰ３を供給すると、１駆動周期中にノズル２５から第２インク滴が吐出される。第２インク滴は記録紙５に着弾し、記録紙５上に１つのドット（小ドット）が形成される。
【００４４】
図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、小ドット用駆動信号Ｗ１は、小ドットを形成するときに供給される信号である。中ドット用駆動信号Ｗ２は、中ドットを形成するときに供給される信号である。小ドット用駆動信号Ｗ１および中ドット用駆動信号Ｗ２は、大ドットを形成するときにも供給される。しかし、小ドット用駆動信号Ｗ１は中ドットを形成するときには供給されず、中ドット用駆動信号Ｗ２は小ドットを形成するときには供給されない。本実施形態では、小ドット用駆動信号Ｗ１は、中ドット用駆動信号Ｗ２よりも前に生成される。ただし、小ドット用駆動信号Ｗ１を中ドット用駆動信号Ｗ２の後に生成することは可能である。
【００４５】
大ドット専用駆動信号Ｗ３は、大ドットを形成するときだけに供給される信号である。大ドット専用駆動信号Ｗ３は複数の駆動パルスを含んでいてもよいが、本実施形態では、１つの駆動パルスＰ１からなっている。大ドット専用駆動信号Ｗ３は、単一の駆動パルスＰ１によって構成されている。大ドット専用駆動信号Ｗ３に含まれる少なくとも１つの駆動パルスは、小ドット用駆動信号Ｗ１および中ドット用駆動信号Ｗ２よりも前に生成される。本実施形態では大ドット専用駆動信号Ｗ３に含まれる駆動パルスは第１駆動パルスＰ１のみであり、第１駆動パルスＰ１は、小ドット用駆動信号Ｗ１および中ドット用駆動信号Ｗ２に含まれる駆動パルスＰ２〜Ｐ６よりも前に生成される。小ドット用駆動信号Ｗ１と中ドット用駆動信号Ｗ２との間には、大ドット専用駆動信号Ｗ３に含まれる駆動パルスＰ１は生成されない。
【００４６】
以上がインクジェットプリンタ１０の構成である。次に、駆動信号の設計方法（生成方法）の一例について説明する。なお、駆動信号生成回路３１は所定の駆動信号を生成するための回路である。そのため、駆動信号を設計するということは、駆動信号生成回路３１を設計することでもある。また、駆動信号生成回路３１はインクジェットプリンタ１０の一部であるので、駆動信号の設計方法はインクジェットプリンタ１０の設計方法の一部でもある。
【００４７】
設計方法の一例では、まず、小ドット用駆動信号Ｗ１および中ドット用駆動信号Ｗ２のそれぞれの波形を設計する。前述したように本実施形態では、小ドットを形成するときには中ドット用駆動信号Ｗ２は供給されず、中ドットを形成するときには小ドット用駆動信号Ｗ１は供給されない。小ドットを形成するときには、小ドット用駆動信号Ｗ１のみが供給される。そのため、中ドット用駆動信号Ｗ２の波形の影響を受けずに、所望の寸法の小ドットを形成するために最適な波形を小ドット用駆動信号Ｗ１の波形として設定することができる。同様に、中ドットを形成するときには、中ドット用駆動信号Ｗ２のみが供給される。そのため、小ドット用駆動信号Ｗ１の波形の影響を受けずに、所望の寸法の中ドットを形成するために最適な波形を中ドット用駆動信号Ｗ２の波形として設定することができる。なお、小ドット用駆動信号Ｗ１の設計および中ドット用駆動信号Ｗ２の設計の順序は問わない。小ドット用駆動信号Ｗ１の設計を行ってから中ドット用駆動信号Ｗ２の設計を行ってもよく、中ドット用駆動信号Ｗ２の設計を行ってから小ドット用駆動信号Ｗ１の設計を行ってもよい。
【００４８】
次に、大ドット専用駆動信号Ｗ３の波形を設計する。すなわち、上述のように設計された小ドット用駆動信号Ｗ１および中ドット用駆動信号Ｗ２に大ドット専用駆動信号Ｗ３を加えてなる駆動信号をアクチュエータ２６に供給することによって、記録紙５上に予め設定した所定寸法の大ドットが形成されるように、大ドット専用駆動信号Ｗ３の波形を設計する。
【００４９】
小ドット用駆動信号Ｗ１を単独で設計することは比較的容易であり、中ドット用駆動信号Ｗ２を単独で設計することも比較的容易である。これに対し、所定寸法の大ドットが形成されるようにアクチュエータ２６を駆動する信号（図６（ｃ）参照）は、必ずしも設計が容易ではない。しかし、上記設計方法によれば、比較的容易な小ドット用駆動信号Ｗ１および中ドット用駆動信号Ｗ２の波形設計をそれぞれ単独で実施し、それらの駆動信号Ｗ１，Ｗ２の波形を確定させた後、それらの駆動信号Ｗ１，Ｗ２を変化させずに大ドット専用駆動信号Ｗ３のみを調整することにより、大ドット形成時にアクチュエータ２６に供給する信号（図６（ｃ）参照）を設計することができる。したがって、大ドット専用駆動信号Ｗ３の波形を容易に設計することができる。上記設計方法によれば、小ドット用駆動信号Ｗ１の波形、中ドット用駆動信号Ｗ２の波形、および大ドット専用駆動信号Ｗ３の波形のいずれをも容易に設計することができる。
【００５０】
前述したように、駆動信号生成回路３１が生成する駆動信号に含まれる駆動パルスＰ１〜Ｐ６の電位およびパルス幅等は、特に限定されない。実際に吐出ヘッド１５から記録紙５にインクを吐出し、記録紙５上に形成される小ドット、中ドット、および大ドットの寸法に基づいて、駆動パルスＰ１〜Ｐ６の電位およびパルス幅等を調整するようにしてもよい。次に、図７を参照しながら、そのような調整を伴う駆動信号生成回路３１の設計方法の一例について説明する。
【００５１】
まず、小ドット用駆動信号Ｗ１に含まれる駆動パルスの数、中ドット用駆動信号Ｗ２に含まれる駆動パルスの数、および大ドット専用駆動信号Ｗ３に含まれる駆動パルスの数を決定する（ステップＳ１）。本実施形態では、小ドット用駆動信号Ｗ１に含まれる駆動パルスの数は２、中ドット用駆動信号Ｗ２に含まれる駆動パルスの数は３、大ドット専用駆動信号Ｗ３に含まれる駆動パルスの数は１に決定される。
【００５２】
次に、小ドット用駆動信号Ｗ１に含まれる駆動パルス、中ドット用駆動信号Ｗ２に含まれる駆動パルス、および大ドット専用駆動信号Ｗ３に含まれる駆動パルスの全ての順序を決定する（ステップＳ２）。本実施形態では、駆動パルスＰ１〜Ｐ６の順序は、駆動パルスＰ１、駆動パルスＰ２、駆動パルスＰ３、駆動パルスＰ４、駆動パルスＰ５、駆動パルスＰ６の順に決定される。
【００５３】
次に、小ドット用駆動信号Ｗ１に含まれる駆動パルス、中ドット用駆動信号Ｗ２に含まれる駆動パルス、および大ドット専用駆動信号Ｗ３に含まれる駆動パルスのそれぞれの電位およびパルス幅を決定する（ステップＳ３）。本実施形態では、駆動パルスＰ１〜Ｐ６の電位およびパルス幅が図５に示すように決定される。
【００５４】
本例では、ステップＳ１〜Ｓ３は、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３の順に実行するが、ステップＳ１〜Ｓ３の順番は問わない。前述の例のように、小ドット用駆動信号Ｗ１および中ドット用駆動信号Ｗ２の波形を決定してから、大ドット専用駆動信号Ｗ３の波形を決定してもよい。これらステップＳ１〜Ｓ３が終了すると、暫定的な駆動信号が設定される。次に、この暫定的な駆動信号を用いて吐出ヘッド１５を駆動し、記録紙５上に小ドット、中ドット、大ドットを形成する（ステップＳ４）。そして、小ドット、中ドット、大ドットの寸法を計測する（ステップＳ５）。次に、小ドット、中ドット、大ドットの寸法が所望の寸法か否かを判定する（ステップＳ６）。例えば、小ドット、中ドット、大ドットの直径の計測値がそれぞれＤ１、Ｄ２、Ｄ３であり、小ドット、中ドット、大ドットの直径の設計値がそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３であり、許容誤差がそれぞれα、β、γに設定されている場合、｜Ｄ１−ｄ１｜≦α、｜Ｄ２−ｄ２｜≦β、｜Ｄ３−ｄ３｜≦γが満たされるか否かを判定する。所望の寸法でないと判定すると、前記駆動パルスＰ１〜Ｐ６の１つまたは２つ以上の駆動パルスについて、電位および／またはパルス幅を変更する（ステップＳ７）。すなわち、駆動パルスの電位および／またはパルス幅を調整する。そして、変更後の駆動信号を新たな暫定的な駆動信号とする。ステップＳ７の後はステップＳ４に戻り、ステップＳ４以降の工程を繰り返す。一方、ステップＳ６にて小ドット、中ドット、大ドットの寸法が所望の寸法であると判定すると、暫定的な駆動信号を確定した駆動信号とし（ステップＳ８）、設計を終了する。
【００５５】
以上のように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１０では、駆動周期毎に、小ドット用駆動信号Ｗ１、中ドット用駆動信号Ｗ２、および大ドット専用駆動信号Ｗ３を含む駆動信号を生成する。そして、アクチュエータ２６に対し、小ドットを形成するときには小ドット用駆動信号Ｗ１を供給し、中ドットを形成するときには中ドット用駆動信号Ｗ２を供給し、大ドットを形成するときには大ドット専用駆動信号Ｗ３と小ドット用駆動信号Ｗ１と中ドット用駆動信号Ｗ２とを供給する。本実施形態に係るインクジェットプリンタ１０によれば、小ドット用駆動信号Ｗ１および中ドット用駆動信号Ｗ２に対して大ドット専用駆動信号Ｗ３を加えるという簡単な手法により、大ドットを形成することができる。大ドット専用駆動信号Ｗ３は大ドットを形成するときにしか利用されないので、駆動信号の設計自由度が高くなる。
【００５６】
また、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１０によれば、中ドットを形成するときには、中ドット用駆動信号Ｗ２を供給し、かつ、小ドット用駆動信号Ｗ１を供給しない。小ドット用駆動信号Ｗ１は、小ドットを形成するときおよび大ドットを形成するときに利用され、中ドットを形成するときには利用されない。中ドット用駆動信号Ｗ２は、中ドットを形成するときおよび大ドットを形成するときに利用され、小ドットを形成するときには利用されない。よって、小ドット用駆動信号Ｗ１と中ドット用駆動信号Ｗ２とを、互いに独立して設計することができる。そのため、駆動信号の設計自由度が高い。
【００５７】
ところで、ノズル２５からインクを吐出した後、ノズル２５内にはインクのメニスカス振動が発生する。インクの吐出動作は駆動周期毎に繰り返されるので、前回の駆動周期で発生したメニスカス振動が、次回の駆動周期が始まるまでに十分減衰していない場合がある。小ドットを形成するときには、吐出するインクの液量が大ドット形成時よりも少ないため、大ドットを形成するときに比べて、残留するメニスカス振動がインクの吐出動作に与える影響が大きくなる。ところが、本実施形態では、大ドット専用駆動信号Ｗ３に含まれる駆動パルスＰ１が、小ドット用駆動信号Ｗ１および中ドット用駆動信号Ｗ２よりも前に生成される。そのため、図６（ａ）に示すように、小ドットを形成するときには、アクチュエータ２６に最初の駆動パルスＰ２を加えるまでに、少なくとも駆動パルスＰ１のパルス幅に相当する時間だけ、基準電位Ｖ０が維持される。よって、駆動周期の開始時点でメニスカス振動が残っていたとしても、小ドット用駆動信号Ｗ１に含まれる最初の駆動パルスＰ２を供給するまでに、その振動は十分に減衰する。よって、少量のインクを正確かつ安定して吐出することができ、記録紙５上に小ドットを安定して形成することができる。同様に、記録紙５上に中ドットを安定して形成することができる。本実施形態によれば、このように小ドットおよび中ドットを安定して形成できるので、小ドット用駆動信号Ｗ１および中ドット用駆動信号Ｗ２の設計自由度が高くなる。
【００５８】
したがって、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１０によれば、設計自由度の高い駆動信号により、記録紙５上に大ドット、中ドット、および小ドットを安定して形成することができる。また、本実施形態に係る設計方法によれば、所望の寸法を有する大ドット、中ドット、および小ドットを記録紙５上に安定して形成することができる駆動信号を、容易に設計することができる。
【００５９】
本実施形態によれば、小ドット用駆動信号Ｗ１は、中ドット用駆動信号Ｗ２よりも前に生成される。小ドット用駆動信号Ｗ１は、中ドット用駆動信号Ｗ２よりも波形がシンプルである。そのため、大ドットを形成するときに、大ドット専用駆動信号Ｗ３に含まれる駆動パルスＰ１を小ドット用駆動信号Ｗ１の直前に供給しても、駆動パルスＰ１によりインク滴（前述の第１インク滴）を吐出した後、小ドット用駆動信号Ｗ１により次のインク滴（前述の第２インク滴）を安定して吐出することができる。よって、大ドットをより安定して形成することができる。また、大ドットがより安定して形成されるので、大ドット専用駆動信号Ｗ３の設計自由度を高めることができる。
【００６０】
本実施形態では、駆動信号生成回路３１は、小ドット用駆動信号Ｗ１と中ドット用駆動信号Ｗ２との間に、大ドット専用駆動信号Ｗ３に含まれる駆動パルスを生成しないように構成されている。本実施形態では、大ドット専用駆動信号Ｗ３には、１つの駆動パルスＰ１しか含まれていない。そのため、駆動信号生成回路３１によって生成される駆動信号の全体の波長を短くすることができ、１駆動周期の時間を短くすることができる。よって、印刷速度を向上させることができる。
【００６１】
本実施形態では、小ドット用駆動信号Ｗ１は、圧力室２３内のインクの圧力を減少させてから増加させる駆動パルスを１つ（駆動パルスＰ２）含み、中ドット用駆動信号Ｗ２は、圧力室２３内のインクの圧力を減少させてから増加させる駆動パルスを２つ（駆動パルスＰ４およびＰ５）含んでいる。これにより、小ドットを形成するときには、ノズル２５からインクを吐出する動作を１回行い、中ドットを形成するときには、ノズル２５からインクを吐出する動作を２回行うことができる。本実施形態によれば、記録紙５上に小ドットおよび中ドットを安定して形成することができる。
【００６２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、上述の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。
【００６３】
上記した実施形態は、記録紙５上に寸法の異なる３種類のドットを形成するものであった。しかし、本発明に係る液体吐出装置は、対象物に少なくとも寸法の異なる３種類のドットを形成するものであればよく、寸法の異なる４種類以上のドットを形成するように構成されていてもよい。
【００６４】
上記した実施形態では、アクチュエータ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、アクチュエータは、圧電素子に限らず、例えば磁歪素子等であってもよい。
【００６５】
上記した実施形態では、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。
【００６６】
上記した実施形態では、吐出ヘッドがインクジェットプリンタに搭載される吐出ヘッド１５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】
【００６７】
１０    インクジェットプリンタ
１５    吐出ヘッド
１８    制御装置
２１    ケース
２２    振動板
２３    圧力室
２４    インク流入口
２５    ノズル
２６    圧電素子（アクチュエータ）
３１    駆動信号生成回路
３２    駆動信号供給回路
【図１】
0006764237.tif 000002
【図２】
0006764237.tif 000003
【図３】
0006764237.tif 000004
【図４】
0006764237.tif 000005
【図５】
0006764237.tif 000006
【図６】
0006764237.tif 000007
【図７】
0006764237.tif 000008
【図８】
0006764237.tif 000009