(57)【要約】【課題】印刷処理中における液体吐出部の液体の乾燥を抑えて安定して液体を吐出させる印刷装置等を実現する。【解決手段】液体吐出部から液体を吐出させる前に、当該液体吐出部内の液体を振動させる印刷装置において、前記液体吐出部から液体を吐出させるタイミングに基づいて、前記振動を停止させるタイミングを変更する。【選択図】　　　図１２
2004009710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出す液体吐出部を有し、該液体吐出部から液体を吐出させる前に、当該液体吐出部内の液体を振動させる印刷装置において、
前記液体吐出部から液体を吐出させるタイミングに基づいて、前記振動を停止させるタイミングを変更することを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
請求項１に記載の印刷装置において、
印刷すべき領域に応じて前記液体吐出部から液体を吐出させる前に、液体を、吐出しないように振動させることを特徴とする印刷装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の印刷装置において、
前記振動を停止させるタイミングは、前記液体吐出部から液体を吐出させるタイミングの直前であることを特徴とする印刷装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の印刷装置において、
前記振動を停止させるタイミングは、前記液体吐出部から液体を吐出させるタイミングの所定時間前であることを特徴とする印刷装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の印刷装置において、
前記液体吐出部を備えた印刷ヘッドと、該印刷ヘッドに走査させるための走査手段と、前記印刷ヘッドの位置を検出する検出手段とを有し、
前記振動を停止させるタイミングは、前記検出手段の検出結果に基づいて定められることを特徴とする印刷装置。
【請求項６】
請求項５に記載の印刷装置において、
液体を所定回数加振する単位加振動作が設定されており、前記検出手段により検出された前記印刷ヘッドの位置と、前記液体の吐出を開始すべき印刷ヘッドの位置との間隔が所定量より大きい場合には、前記単位加振動作を実行して液体を振動させることを特徴とする印刷装置。
【請求項７】
請求項５に記載の印刷装置において、
前記検出手段により検出された前記印刷ヘッドの位置と、前記液体の吐出を開始すべき印刷ヘッドの位置との間隔が、所定量より大きい場合には、前記振動を継続することを特徴とする印刷装置。
【請求項８】
液体を吐出する液体吐出部を有し、該液体吐出部から液体を吐出させる前に、当該液体吐出部内の液体を振動させる印刷装置に、
前記液体吐出部から液体を吐出させるタイミングに基づいて前記振動を停止させるタイミングを変更する機能を実現させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を吐出する液体吐出部から液体を吐出させる前に、当該液体吐出部内の液体を振動させる印刷装置、及び、コンピュータプログラムに関する。
【０００２】
【背景技術】
液体吐出部から液体を吐出して印刷する印刷装置としては、例えばインクジェットプリンタが知られている。インクジェットプリンタは、例えば、インクが収容されたインク収容器とインク吐出部とに連通し、インク吐出部から吐出するインクを供給するためのインク通路を形成する壁面が、圧電素子で構成されている。この圧電素子は、電圧をかけることにより変形してインク通路内のインクを圧縮するため、インク吐出部からインクが吐出される。
【０００３】
インク吐出部のインクは、外気と接するため放置すると乾燥により粘性が増加し、インクの吐出を必要とする際に、インクが良好に吐出されない場合がある。このようなインクの乾燥を防止するために、印刷処理を行わないときにはインク吐出部はキャップ等にて密封され、印刷処理時であっても所定時間インクが吐出されない場合には、フラッシング等が行われている。
【０００４】
近年、画像の高画質化への要求が高まり、インク吐出部の高密度化に伴う小径化とともに、吐出するインクのさらなる安定性が求められている。このため、上記のようなインクの粘性増加防止方法に加え、印刷ヘッドを備えたキャリッジが走査してインク吐出開始位置に移動する際に、圧電素子に所定回数だけ電圧を与えインクを吐出しない程度に変形させて、インク吐出部のインクを振動させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インクジェットプリンタは、印刷する画像、印刷モード、印刷方式等の印刷条件に応じて、キャリッジの特定の走査におけるインク吐出終了位置と、その次の走査におけるインク吐出開始位置との距離が適宜変化する。このため、上記のような印刷装置のように、インク吐出開始位置に移動する際に、インク吐出部のインクを所定回数振動させる方法では、キャリッジの特定の走査におけるインク吐出終了位置と、その次の走査におけるインク吐出開始位置との距離が最も短くなる場合に合わせて、振動する回数を設定せざるを得ない。したがって、前記インク吐出終了位置と、前記インク吐出開始位置との距離が長くなると、インクの粘性が増加して良好にインクを吐出させることができない虞があるという課題があった。
【０００６】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、印刷処理中における液体吐出部の液体の乾燥を抑えて安定して液体を吐出させる印刷装置、及びこの機能を実現させるためのコンピュータプログラムを実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
主たる本発明は液体を吐出する液体吐出部を有し、該液体吐出部から液体を吐出させる前に、当該液体吐出部内の液体を振動させる印刷装置において、前記液体吐出部から液体を吐出させるタイミングに基づいて、前記振動を停止させるタイミングを変更することを特徴とする印刷装置である。
本発明の他の特徴については、添付図面及び以下の記載により明らかにする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
＝＝＝開示の概要＝＝＝
本明細書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。
【０００９】
液体を吐出す液体吐出部を有し、該液体吐出部から液体を吐出させる前に、当該液体吐出部内の液体を振動させる印刷装置において、前記液体吐出部から液体を吐出させるタイミングに基づいて、前記振動を停止させるタイミングを変更することを特徴とする印刷装置である。
このような印刷装置によれば、液体の振動を停止させるタイミングと、液体吐出部から液体を吐出させるタイミングとの間隔を適正化することが可能となり、液体を無用に振動させることなく、且つ、乾燥等による液体吐出部内の液体の粘性が増大することを防止することが可能となる。このため、安定して液体を吐出させる可能となり、良好な印刷が可能となる。
【００１０】
ここで印刷装置とは、前記背景技術にて例示したインクジェットプリンタのように液体として、インクを用いる印刷装置に限らず、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、液体を対象物に向かって直接的に吐出（直描）することができる装置を示している。このとき、液体吐出部から吐出される液体としては、染料インク又は顔料インクに限らず、例えば、金属材料、有機材料（特に高分子材料）、磁性材料、導電性材料、配線材料、成膜材料、電子インク、加工液、遺伝子溶液などを含む液体（水も含む）を液体吐出部から吐出してもよい。このような液体を対象物に向かって直接的に吐出する印刷装置によれば、多くの産業分野にて省材料、省工程、コストダウンを図ることができる。
【００１１】
かかる印刷装置において、印刷すべき領域に応じて前記液体吐出部から液体を吐出させる前に、液体を、吐出しないように振動させることが望ましい。
このような印刷装置によれば、液体を振動させるのは、印刷すべき領域に液体を吐出させる前、すなわち、印刷するために液体を吐出させる前なので、印刷するために吐出する液体は良好に吐出させることが可能となる。すなわち、例えば、フラッシングなどの印刷外の目的でインク等の液体が吐出される前には液体を振動させずに、無用な動作によるエネルギの浪費を防止することが可能となる。また、この振動は液体の吐出を伴わないので、液体の浪費をも防止することが可能である。
【００１２】
かかる印刷装置において、前記振動を停止させるタイミングは、前記液体吐出部から液体を吐出させるタイミングの直前としてもよい。
このような印刷装置によれば、液体を吐出する直前まで液体を振動させるので、液体吐出部内の液体の粘性が増すことはなく、良好に液体を吐出させることが可能となる。
【００１３】
かかる印刷装置において、前記振動を停止させるタイミングは、前記液体吐出部から液体を吐出させるタイミングの所定時間前としてもよい。
このような印刷装置によれば、液体の振動は液体を吐出するタイミングの所定時間前に停止しているので、液体の振動が液体の吐出に影響を及ぼすことを確実に防止して適正な液体を吐出させることが可能となる。
【００１４】
かかる印刷装置において、前記液体吐出部を備えた印刷ヘッドと、該印刷ヘッドに走査させるための走査手段と、前記印刷ヘッドの位置を検出する検出手段とを有し、前記振動を停止させるタイミングは、前記検出手段の検出結果に基づいて定められることが望ましい。
このような印刷装置によれば、液体の振動は、検出手段によって検出された印刷ヘッドの位置に基づいて停止されるので、走査された印刷ヘッドの位置に基づいて液体の振動を停止させることが可能となる。例えば、印刷ヘッドが液体吐出位置に到達する僅か手前の位置を、液体の振動を停止する位置と定めると、液体を吐出する前に液体の振動を停止させることが可能となり、且つ、液体を吐出する僅か前まで液体を振動させることが可能となる。よって、液体の粘性が増大することを効果的に防止することが可能となる。
【００１５】
吐出部から液体が吐出されるのは、印刷ヘッドが所定の位置に到達したときであるため、検出手段により印刷ヘッドが所定の位置に到達したことを検出して液体の振動を停止させるタイミングの基準とすることにより、適切なタイミングにて液体の振動を停止させることが可能となる。
【００１６】
かかる印刷装置において、液体を所定回数加振する単位加振動作が設定されており、前記検出手段により検出された前記印刷ヘッドの位置と、前記液体の吐出を開始すべき印刷ヘッドの位置との間隔が所定量より大きい場合には、前記単位加振動作を実行して液体を振動させてもよい。
このような印刷装置によれば、単位加振動作を実行する毎に、その時点における印刷ヘッドの位置を検出し、液体の吐出を開始すべき印刷ヘッドの位置と比較するので、印刷ヘッドの位置検出処理、及び、印刷ヘッドの位置比較処理の回数を低減し、液体を振動させるための処理を簡易化することが可能となる。また、前記所定量を、単位加振動作の所要時間に印刷ヘッドが移動可能な距離に設定することにより、液体吐出部から液体を吐出させる前に、液体の振動を確実に停止させることが可能となる。
【００１７】
かかる印刷装置において、前記検出手段により検出された前記印刷ヘッドの位置と、前記液体の吐出を開始すべき印刷ヘッドの位置との間隔が、所定量より大きい場合には、前記振動を継続してもよい。
このような印刷装置によれば、所定量を適宜設定することにより、検出手段により検出された印刷ヘッドの位置と、液体の吐出を開始すべき印刷ヘッドの位置との間隔を、適正な間隔とすることが可能となり、より良好に液体を吐出させることが可能となる。
【００１８】
また、液体を吐出する液体吐出部を有し、該液体吐出部から液体を吐出させる前に、当該液体吐出部内の液体を振動させる印刷装置に、前記液体吐出部から液体を吐出させるタイミングに基づいて前記振動を停止させるタイミングを変更する機能を実現させるためのコンピュータプログラムも実現可能となる。
【００１９】
＝＝＝印刷装置の概略構成＝＝＝
まず、図１を参照して本実施の形態に係る印刷装置の主として外部の概略構成について説明する。本実施形態においては、印刷装置として、液体としてのインクを液体吐出部としてのノズルから吐出して印刷するカラーインクジェットプリンタを例に説明する。図１は本実施の形態に係る印刷装置の概略構成を示した図である。
【００２０】
図１には、印刷装置の一例としてのカラーインクジェットプリンタ１０（以下、カラープリンタとする）を示した。
カラープリンタ１０は、カラー画像の出力が可能なプリンタであり、例えば、液体としての、シアン（Ｃ）、ライトシアン（薄いシアン、ＬＣ）、マゼンタ（Ｍ）、ライトマゼンタ（薄いマゼンタ、ＬＭ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の６色の色インクを、被印刷体上に吐出してドットを形成することによって画像を形成するインクジェット方式のプリンタである。なお、ライトシアン（薄いシアン、ＬＣ）、マゼンタ（Ｍ）、ライトマゼンタ（薄いマゼンタ、ＬＭ）は、画像の画質を高めるために用いているが、必ずしも必要とするものではないし、必要に応じてダークイエロ（暗いイエロ、ＤＹ）を用いてもよい。
【００２１】
図１に示すように、カラープリンタ１０は、背面から供給された印刷用紙等の被印刷媒体を前面から排出する構造を備えており、前面には操作パネル１１、排紙部１２が備えられ、背面には給紙部１３が備えられている。操作パネル１１には、各種操作ボタン１１１、表示ランプ１１２が設けられている。排紙部１２は、不使用時に排紙口を塞ぐ排紙トレー１２１が備えられている。給紙部１３には、カット紙（図示しない）を保持する給紙トレー１３１が備えられている。なお、カラープリンタ１０は、カット紙など単票状の被印刷媒体のみならず、ロール紙などの連続した被印刷媒体にも印刷できる給紙構造を備えていてもよい。
【００２２】
＝＝＝カラープリンタ１０の内部構成＝＝＝
次に、図２を参照してカラープリンタ１０の内部構成について説明する。図２は本実施の形態に係るカラープリンタ１０の内部構成を示した図である。
【００２３】
カラープリンタ１０は、図示するように、キャリッジ３に搭載された印刷ヘッド９を駆動してインクの吐出及びドット形成を行う機構と、このキャリッジ３をキャリッジモータ４によって印刷用紙３２の搬送方向と直交する走査方向に往復走査させるための走査手段としての走査機構と、紙送りモータ（以下、ＰＦモータともいう。）１によって給紙トレー１３１（図１参照）から供給される印刷用紙３２を搬送する機構と、制御回路５０とを有している。
【００２４】
インクの吐出及びドット形成を行う機構は、インク吐出部としての複数のノズルを備えた印刷ヘッド９と、印刷ヘッド９を駆動するためのヘッドドライバ１６とを備え、印刷指令信号に基づいて所定のノズルからインクを吐出させる。印刷ヘッド９の下面９ａには、印刷用紙３２の搬送方向に沿って、複数のノズルが列をなし、印刷用紙３２の搬送方向と直交する方向に複数列設けられている。印刷ヘッド９及びノズル配列の詳細は後述する。
【００２５】
キャリッジ３及び印刷ヘッド９を往復走査させる走査機構は、キャリッジ３を駆動するキャリッジモータ（以下、ＣＲモータともいう。）４と、キャリッジモータ４を駆動するＣＲモータドライバ５と、印刷用紙３２の搬送方向と直交する方向に設けられ、キャリッジ３を摺動可能に保持する摺動軸４４と、キャリッジ３に固定されたリニア式エンコーダ１７と、所定の間隔にスリットが形成されキャリッジ３の走査方向に沿って設けられたリニア式エンコーダ用符号板１９と、リニア式エンコーダ１７の出力パルスに基づいてキャリッジ３の位置を演算するキャリッジ位置演算部１４と、キャリッジモータの回転軸に取付けられたプーリ３０と、プーリ３０によって駆動されるタイミングベルト３１から構成されている。ここで、リニア式エンコーダ１７とリニア式エンコーダ用符号板１９とキャリッジ位置演算部１４とは、キャリッジ３の位置を検出するための検出手段をなしている。キャリッジ３の位置検出方法については後述する。
【００２６】
キャリッジ３には、印刷ヘッド９と、印刷ヘッド９と一体に設けられたカートリッジ装着部が固定され、このカートリッジ装着部には、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、ライトシアン（ＬＣ）、マゼンタ（Ｍ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、イエロ（Ｙ）等のインクが収容されたインクカートリッジが装着される。
【００２７】
給紙トレー１３１から供給される印刷用紙３２を搬送する機構は、前記印刷ヘッド９と対向して配置され、印刷用紙３２と印刷ヘッド９とが適切な距離となるように印刷用紙３２を案内するプラテン２５と、このプラテン２５に対し印刷用紙３２の搬送方向の上流側に設けられ、供給された印刷用紙３２をプラテン２５に搬送する搬送ローラ７と、プラテン２５に対し印刷用紙３２の搬送方向の下流側に設けられ、搬送ローラ７から外れた印刷用紙３２を搬送して排紙するための排紙ローラ８と、搬送ローラ７及び排紙ローラ８を駆動するためのＰＦモータ１と、ＰＦモータ１を駆動するための紙送りモータドライバ２と、印刷用紙３２の搬送量を検出するためのロータリ式エンコーダ１５と、印刷用紙３２の有無及び印刷用紙３２の先端・後端を検出するための用紙検出センサ２０とを有している。
【００２８】
＝＝＝制御回路５０の内部構造＝＝＝
制御回路５０は、ホストコンピュータ１８から供給された信号を受信するバッファメモリ２１と、印刷データを格納するイメージバッファ２２と、カラープリンタ１０全体の動作を制御するシステムコントローラ２６と、メインメモリ２７と、ＥＥＰＲＯＭ２３とを備えている。転送された印刷データは、一旦、バッファメモリ２１に蓄えられる。カラープリンタ１０の操作パネル１１や接続されたホストコンピュータ１８から印刷指令信号が入力されると、カラープリンタ１０内では、印刷指令信号と共に送信された印刷データが、一旦、バッファメモリ２１に蓄えられ、システムコントローラ２６が、バッファメモリ２１の印刷データの中から必要な情報を読み取り、これに基づいて、ＣＲモータドライバ５、紙送りモータドライバ２、ヘッドドライバ１６に対して制御信号を送る。イメージバッファ２２には、バッファメモリ２１で受信された複数の色成分の印刷データが格納される。ヘッドドライバ１６は、システムコントローラ２６からの制御信号に従って、イメージバッファ２２から各色成分の印刷データを読出し、これに応じて印刷ヘッド９に設けられた各色のノズルを駆動する。
【００２９】
＝＝＝エンコーダ＝＝＝
次に、キャリッジ３に取付けられたリニア式エンコーダ１７、及び、ＰＦモータ１用のロータリ式エンコーダ１５について説明する。図３は、キャリッジ３に取付けられたリニア式エンコーダ１７の構成を模式的に示した説明図である。
【００３０】
図３に示したエンコーダ１７は、発光ダイオード１７ａと、コリメータレンズ１７ｂと、検出処理部１７ｃとを備えている。検出処理部１７ｃは、複数（例えば４個）のフォトダイオード１７ｄと、信号処理回路１７ｅと、例えば２個のコンパレータ１７ｆＡ、１７ｆＢとを有している。
【００３１】
発光ダイオード１７ａの両端に抵抗を介して電圧ＶＣＣが印加されると、発光ダイオード１７ａから光が発せられる。この光はコリメータレンズ１７ｂにより平行光に集光されて符号板１９を通過する。符号板１９には、所定の間隔（例えば１／１８０インチ（１インチ＝２．５４ｃｍ））毎にスリットが設けられている。
【００３２】
符号板１９を通過した平行光は、図示しない固定スリットを通って各フォトダイオード１７ｄに入射し、電気信号に変換される。４個のフォトダイオード１７ｄから出力される電気信号は信号処理回路１７ｅにおいて信号処理され、信号処理回路１７ｅから出力される信号はコンパレータ１７ｆＡ、１７ｆＢにおいて比較され、比較結果がパルスとして出力される。コンパレータ１７ｆＡ、１７ｆＢから出力されるパルスＥＮＣ−Ａ、ＥＮＣ−Ｂがエンコーダ１７の出力となる。
【００３３】
＝＝＝キャリッジ３の位置検出＝＝＝
図４は、ＣＲモータ正転時及び逆転時におけるエンコーダ１７の２つの出力信号の波形を示したタイミングチャートである。
【００３４】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ＣＲモータ正転時及び逆転時のいずれの場合も、パルスＥＮＣ−ＡとパルスＥＮＣ−Ｂとは位相が９０度だけ異なっている。ＣＲモータ４が正転しているとき、即ち、キャリッジ３が主走査方向に移動しているときは、図４（ａ）に示すように、パルスＥＮＣ−ＡはパルスＥＮＣ−Ｂよりも９０度だけ位相が進み、ＣＲモータ４が逆転しているときは、図４（ｂ）に示すように、パルスＥＮＣ−ＡはパルスＥＮＣ−Ｂよりも９０度だけ位相が遅れる。そして、パルスＥＮＣ−Ａ及びパルスＥＮＣ−Ｂの１周期Ｔは、キャリッジ３が符号板１９のスリット間隔を移動する時間に等しく、パルスＥＮＣ−Ａ及びパルスＥＮＣ−Ｂの出力パルスをカウントすることによりキャリッジ３の位置を検出することが可能である。即ち、例えば、プリンタ１０の電源が投入された際に、キャリッジ３を、プリンタ１０に対する絶対位置となる所定の基準位置に移動し、キャリッジ位置演算部１４内に設けられ、パルスＥＮＣ−Ａ及びパルスＥＮＣ−Ｂの出力パルスをカウントするカウンタを「０」にリセットする。その後、キャリッジ３が走査することにより発生するパルスＥＮＣ−Ａ及びパルスＥＮＣ−Ｂの出力パルスに基づいて、キャリッジ３の走査方向に対応させてカウンタを加算、減算することにより、基準位置に対するキャリッジ３の主走査方向の位置が検出される。
【００３５】
そして、基準位置はプリンタ１０に対する絶対位置であるため、プリンタに固定された符号板１９における所定のスリットの位置が、給紙された印刷用紙３２における主走査方向の端縁とほぼ一致することになる。このため、印刷用紙３２の主走査方向の位置は、キャリッジ３の基準位置に対し所定数のスリット分だけ離れた位置に相当し、エンコーダ１７の出力パルスをカウントすることにより認識することが可能である。すなわち、キャリッジ３と印刷用紙３２との相対位置を検出することが可能であり、また、ホストコンピュータ１８から入力された画像信号に基づいてインクを吐出する際には、印刷ヘッド９を搭載したキャリッジ３を、エンコーダ１７の出力に基づいて移動することにより、印刷ヘッド９をインクの吐出を開始する位置に到達させることが可能となる。
【００３６】
＝＝＝印刷ヘッドの構成＝＝＝
次に、印刷ヘッド９の構成について、図５、図６、及び図７をも参照しつつ説明する。図５は、印刷ヘッド９の内部の概略構成を示す説明図、図６は、ピエゾ素子ＰＥとノズルＮｚとの構造を詳細に示した説明図、図７は、印刷ヘッド９におけるインクジェットノズルＮｚの配列を示す説明図である。
【００３７】
キャリッジ３（図１）には、黒インク（Ｋ）用のカートリッジとシアン（Ｃ）、ライトシアン（ＬＣ）、マゼンタ（Ｍ）、ライトマゼンダ（ＬＭ）、イエロ（Ｙ）の５色のインクを収納したカラーインク用カートリッジが搭載可能である。
【００３８】
キャリッジ３の下部には印刷ヘッド９が設けられており、キャリッジ３の底部には、この印刷ヘッドに各色のインクタンクからのインクを導く導入管６７（図５参照）が設けられている。キャリッジ３に黒（Ｋ）インク用のカートリッジおよびカラーインク用カートリッジを上方から装着すると、各カートリッジに設けられた接続孔に導入管６７が挿入され、各インクカートリッジから吐出用ヘッド９へのインクの供給が可能となる。
【００３９】
インク用カートリッジがキャリッジ３に装着されると、図５に示すようにインク用カートリッジ内のインクが導入管６７を介して吸い出され、キャリッジ３下部に設けられた印刷ヘッド９に導かれる。
【００４０】
キャリッジ３下部に設けられた印刷ヘッド９には、ノズル毎に、圧電素子の一つであって応答性に優れたピエゾ素子ＰＥが配置されている。そして、図６の上段に図示するように、ピエゾ素子ＰＥは、ノズルＮｚまでインクを導くインク通路６８に接する位置に設置されている。ピエゾ素子ＰＥは、周知のように、電圧の印加により結晶構造が歪み、極めて高速に電気−機械エネルギの変換を行う素子である。本実施例では、ピエゾ素子ＰＥの両端に設けられた電極間に所定時間幅の電圧を印加することにより、図６下段に示すように、ピエゾ素子ＰＥが電圧の印加時間だけ伸張し、インク通路６８の一側壁を変形させる。この結果、インク通路６８の体積はピエゾ素子ＰＥの伸張に応じて収縮し、この収縮分に相当するインクが、ノズルＮｚ内のインクを押圧し、その収縮量が所定量を超えるとインク滴Ｉｐとなって、ノズルＮｚの先端から高速に吐出される。このインク滴Ｉｐがプラテン２６に装着された用紙Ｐに染み込むことにより、ドットが形成されて印刷が行われる。
【００４１】
図７に示すように、印刷ヘッド９におけるインクジェットノズルＮｚの配置は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、ライトシアン（ＬＣ）、マゼンタ（Ｍ）、ライトマゼンダ（ＬＭ）、イエロ（Ｙ）各色ごとにインクを吐出する６組のノズルアレイから成っており、それぞれ４８個のノズルＮｚが一定のノズルピッチｋで一列に配列されている。
【００４２】
以上説明したハードウェア構成を有するプリンタ１０は、紙送りモータ１により印刷用紙３２を搬送しつつ、キャリッジ３をキャリッジモータ４により往復走査させ、同時に印刷ヘッド９のピエゾ素子ＰＥを駆動して、各色インクの吐出を行い、ドットを形成して印刷用紙３２上に多色の画像を形成する。
【００４３】
なお、ここでは、既に述べた通りピエゾ素子ＰＥを用いてインクを吐出するヘッドを備えたプリンタ１０を用いているが、吐出駆動素子としては、ピエゾ素子以外の種々のものを利用することが可能である。例えば、インク通路に配置したヒータに通電し、インク通路内に発生する泡（バブル）によりインクを吐出するタイプの吐出駆動素子を備えたプリンタに適用することも可能である。そして、制御回路５０の構成も、各吐出駆動素子に駆動信号を供給し、主走査の往路と復路において、インク滴の経時的な吐出順序を同一に保つように駆動信号を生成するものであれば、どのようなものでもよい。
【００４４】
＝＝＝印刷ヘッドの駆動＝＝＝
次に、印刷ヘッド９の駆動について、図８〜図１０を参照しつつ説明する。図８は、ヘッドドライバ１６（図２）内に設けられた駆動信号発生部の構成を示すブロック図、図９はドットを形成するための原駆動信号を説明するための図、図１０はノズル内のインクを振動させるための処理を説明するための図である。
【００４５】
図８において、駆動信号発生部は、複数のマスク回路２０４と、原駆動信号発生部２０６とを備えている。マスク回路２０４は、印刷ヘッド９のノズルｎ１〜ｎ４８をそれぞれ駆動するための複数のピエゾ素子に対応して設けられている。なお、図８において、各信号名の最後に付されたかっこ内の数字は、その信号が供給されるノズルの番号を示している。原駆動信号発生部２０６は、ノズルｎ１〜ｎ４８に共通に用いられる２種類の原駆動信号ＯＤＲＶを生成する。この原駆動信号ＯＤＲＶは、一画素分の主走査期間内に、第１パルスＷ１と第２パルスＷ２の２つのパルスを含む信号であり、一方の原駆動信号ＯＤＲＶ１はドットを形成するため信号であり、他方の原駆動信号ＯＤＲＶ２はインクの粘性が増すことを防止するために、ノズル内のインクが吐出しないように振動させるための信号である。
【００４６】
図８に示すように入力されたシリアル印刷信号ＰＲＴ（ｉ）は、原駆動信号発生部２０６から出力される原駆動信号ＯＤＲＶ１，ＯＤＲＶ２とともにマスク回路２０４に入力される。このシリアル印刷信号ＰＲＴ（ｉ）は、一画素当たり２ビットのシリアル信号であり、その各ビットは、第１パルスＷ１と第２パルスＷ２とにそれぞれ対応している。
【００４７】
そして、マスク回路２０４は、シリアル印刷信号ＰＲＴ（ｉ）（ｉ＝１〜４８）のレベルに応じて原駆動信号ＯＤＲＶ１，ＯＤＲＶ２をマスクするためのゲートである。すなわち、マスク回路２０４は、シリアル印刷信号ＰＲＴ（ｉ）が１レベルのときには原駆動信号ＯＤＲＶ１，ＯＤＲＶ２の対応するパルスをそのまま通過させて駆動信号ＤＲＶとしてピエゾ素子に供給し、一方、シリアル印刷信号ＰＲＴ（ｉ）が０レベルのときには原駆動信号ＯＤＲＶ１，ＯＤＲＶ２の対応するパルスを遮断する。
【００４８】
印刷の際には、図９（ａ−１）に示すように、原駆動信号ＯＤＲＶ１のパルスとしては、各画素区間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３において第１パルスＷ１と第２パルスＷ２がこの順に発生する。なお、「画素区間」は、一画素分の主走査期間と同じ意味である。前述したように、マスク回路２０４（図８）は、シリアル印刷信号ＰＲＴ（ｉ）が１レベルのときには原駆動信号ＯＤＲＶ１のパルスをそのまま通過させ、シリアル印刷信号ＰＲＴ（ｉ）が０レベルのときには原駆動信号ＯＤＲＶ１のパルスを遮断する。
【００４９】
従って、図９（ａ−２）及び図９（ａ−３）に示すように、各画素区間におけるシリアル印刷信号ＰＲＴ（ｉ）の２ビットが”１、０”のときには第１パルスＷ１のみが一画素区間の前半で出力される。これにより、被印刷体には、サイズの小さい小ドットが形成される。また、”０、１”のときには第２パルスＷ２のみが一画素区間の後半で出力される。これにより、被印刷体には、サイズが中位の中ドットが形成される。また、”１、１”のときには第１パルスＷ１と第２パルスＷ２の双方が出力される。これにより、被印刷体には、サイズの大きい大ドットが形成される。
【００５０】
なお、図９（ａ−３）に示す往路の駆動信号波形を見れば理解できるように、３種類のドットを記録するための３種類の駆動信号ＤＲＶ（ｉ）は、一画素区間にわたる駆動信号波形が互いに異なるように、すなわち、ノズルから吐出するインク滴の大きさと数の少なくとも一方が異なるように整形されている。すなわち、一画素区間における駆動信号ＤＲＶ（ｉ）は、印刷信号ＰＲＴ（ｉ）の３つの異なる値に応じて互いに異なる３種類の波形を有するように整形されている。
【００５１】
原駆動信号ＯＤＲＶ２のパルスとしては、図１０に示すように各画素区間において前記第１パルスＷ１の半分の周期にあたるパルスが出力される。このとき、マスク回路２０４（図８）は、各画素区間におけるシリアル印刷信号ＰＲＴ（ｉ）の２ビットを”１、１”として、原駆動信号ＯＤＲＶ２のパルスをそのまま通過させる。この原駆動信号ＯＤＲＶ２のパルスは、小さいドットを生成する原駆動信号ＯＤＲＶ１より短周期のパルスであるため、ピエゾ素子ＰＥの両端に設けられた電極間には、僅かな時間だけ電圧が印加される。これにより、ノズルからインクが吐出しない程度にピエゾ素子ＰＥが僅かに伸張し、この原駆動信号ＯＤＲＶ２によるパルスが継続して出力されるとノズル内のインクが振動することになる。
【００５２】
＝＝＝キャリッジ３の走査とピエゾ素子ＰＥの動作＝＝＝
次に、カラープリンタ１０の印刷処理におけるピエゾ素子ＰＥの動作ついて説明する。カラープリンタ１０は、複数の印刷ヘッド３及びノズルＮｚを有しているが、これらのノズルＮｚに対するピエゾ素子ＰＥの動作は同じなので、ここでは、１つのノズルを動作させるための一ピエゾ素子ＰＥの動作について説明する。
【００５３】
カラープリンタ１０に接続されたホストコンピュータ１８から印刷指令信号とともに入力された印刷データは、一旦、バッファメモリ２１に蓄えられ、イメージバッファ２２の所定のアドレスに対応づけて、各ラスタのデータが記憶される。
【００５４】
システムコントローラ２６は、バッファメモリ２１の印刷データの中から必要な情報を所定のアドレスから順次読み取り、メインメモリ２７に割り当てられた複数の領域に順次、ラスタ毎のデータとして記憶する。メインメモリ２７には、各ノズルに対応づけられて、少なくとも２つの領域が割り当てられ、各ノズルは、一方の領域に記憶されたメインメモリ２７のデータに基づいて動作し、他方の領域には、同一のノズルが印刷する次のラスタの印刷データが読み込まれる。
【００５５】
そして、システムコントローラ２６は、所定のラスタを印刷するために、メインメモリ２７の対応する領域の印刷データに基づいて、上記方法にて印刷ヘッド９の駆動する。このとき、同時に次に印刷すべきラスタの印刷データを解析し、キャリッジ３の次の走査において、最初にインクを吐出させる位置を、前記キャリッジ３の基準位置との間に出力されるエンコーダ１７のパルス数として演算しメモリに記憶する。
【００５６】
図１１は、ピエゾ素子ＰＥの制御を説明するための概念図、図１２はピエゾ素子ＰＥの動作を示すフローチャートである。
【００５７】
原駆動信号発生部２０６は、システムコントローラ２６のＣＰＵにより制御される。システムコントローラ２６のメモリ２６ａには、原駆動信号ＯＤＲＶ１，ＯＤＲＶ２を生成する基本周期Ｔが、その基本周期Ｔに相当するクロック信号の数が記憶されている。システムコントローラ２６は、入力されたクロック信号をタイマー２６ｂにてカウントし、メモリ２６ａの値と一致したときに原駆動信号発生部２０６にトリガ信号を発信する。トリガ信号は、原駆動信号発生部２０６とともにタイマー２６ｂに入力されるクロックを停止させるためのインタラプト信号を生成するためのインタラプトカウンタ２６ｃにも入力される。インタラプトカウンタ２６ｃには、所定の値がセットされており、前記トリガ信号によりインタラプトカウンタ２６ｃの値がディクリメントされる。ここで、インタラプトカウンタ２６ｃにセットされる値は、インクを吐出しないようにピエゾ素子ＰＥを一定の回数だけ加振する単位加振動作をするための加振回数であり、キャリッジ３の１回の走査により特定のラスタを印刷した後のキャリッジ３の位置と、次のラスタの印刷を開始するキャリッジの位置とが最短となる距離をキャリッジ３が移動する間に、ピエゾ素子ＰＥを加振可能な回数より十分に小さな値に設定されている。例えば、前記最短となる距離をキャリッジ３が移動する間にピエゾ素子ＰＥを加振可能な回数が７００回であったとすると、単位加振動作の加振回数を５０回と設定し、１４回の単位加振動作を行うことにより、ピエゾ素子ＰＥを７００回加振することになる。
【００５８】
すなわち、図１２に示すように、印刷指令信号が入力されるか、又は所定ラスタの印刷データに基づいて、当該ラスタに対しインクの吐出を終了すると（Ｓ１０１）、インタラプトカウンタ２６ｃに「５０」がセットされる（Ｓ１０２）。このとき、前述したようにタイマー２６ｂによりクロック信号がカウントされ（Ｓ１０３）、メモリ２６ａの値と一致すると（Ｓ１０４）原駆動信号発生部２０６にトリガ信号が入力され（Ｓ１０５）、インクを吐出しないでピエゾ素子ＰＥを加振するための原駆動信号ＯＤＲＶ２が原駆動信号発生部２０６にて生成される。この原駆動信号ＯＤＲＶ２に基づいてヘッドドライバ１６から送信されるＤＲＶ信号によりピエゾ素子ＰＥは加振され、ノズル内のインクが振動される（Ｓ１０７）。同時にトリガ信号により、カウンタ２６ｃの値がディクリメントされ（Ｓ１０６）、その値が「０」になると、システムコントローラ２６は、エンコーダ１７の出力パルスをカウントしているカウンタの値を読み取り、キャリッジ位置演算部１４により基準位置に対するキャリッジ３の現在位置を検出する（Ｓ１０８）。
【００５９】
さらに、システムコントローラ２６は、印刷すべきラスタの印刷データから、当該ラスタにおいて最初にインクを吐出すべき位置を示し、メモリに記憶されている基準位置からのパルス数を読み取り（Ｓ１０９）、前記キャリッジ３の現在位置と比較する。比較した結果、それらの間隔をキャリッジ３が移動する間に、単位加振動作が可能な距離であると判別した場合には（Ｓ１１０）、カウンタ２６ｃに再び「５０」がセットされ（Ｓ１０２）、トリガ信号によってディクリメントされて、単位加振動作が実行される（Ｓ１０７）。この単位加振動作は、キャリッジ３の現在位置と、印刷するラスタにおいて最初にインクを吐出すべき位置との間隔が、単位加振動作を実行するために必要な距離より小さくなるまで繰り返される。
【００６０】
そして、キャリッジ３の現在位置と、印刷するラスタにおいて最初にインクを吐出すべき位置との間隔が、単位加振動作を実行するために必要な距離より小さくなると（Ｓ１１０）、信号生成ユニット２６ｄによりインタラプト信号が生成され、タイマー２６ｂへのクロックが停止され（Ｓ１１１）、ＯＤＲＶ２信号が生成されないためピエゾ素子ＰＥへの加振も停止する（Ｓ１１２）。その後、次に印刷するラスタにおいて最初にインクを吐出すべき位置にキャリッジ３が到達したときに（Ｓ１１３）、前記原駆動信号発生部２０６から原駆動信号ＯＤＲＶ１が生成される。この原駆動信号ＯＤＲＶ１は、メインメモリ２７の印刷データに応じてマスク回路２０４により所定のマスク処理が施されて、ヘッドドライバ１６からＤＲＶ信号として送信され、このＤＲＶ信号に応じてピエゾ素子ＰＥが伸張されてノズルからインクが吐出される（Ｓ１１４）。
【００６１】
本実施形態では、ピエゾ素子ＰＥを、単位加振動作を繰り返すことにより、ノズルＮｚ内のインクを振動させる例を示したが、キャリッジ３の現在位置と、ラスタにおいて最初にインクを吐出すべき位置とをクロックの基本周期Ｔの間隔で比較し、それらの間隔が最も小さくなったときに、インタラプト信号を生成し、タイマー２６ｂからのクロックを停止してもよい。これは、単位加振動作における加振回数、すなわち、インタラプトカウンタ２６ｃにセットする値を小さくすると、ノズルがインクを吐出する直前まで、ノズル内のインクを振動させることが可能となり、インクの乾燥による粘性が増すことを防止する効果が向上する。一方、インタラプトカウンタ２６ｃにセットする値を大きくすると、ノズルがインクを吐出する位置にキャリッジ３が到達する所定時間前に、ノズル内のインクの振動を停止させることになるが、キャリッジ３の現在位置を検出し、インク吐出開始位置と比較する処理を少なくして、印刷時間いわゆるスループットを向上させることが可能となる。
【００６２】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、一実施の形態に基づき本発明に係る印刷装置等を説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。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もちろんである。
【００６３】
＜＜＜印刷装置について＞＞＞
上記実施形態では、液体としてインクを用いる印刷装置としてインクジェットプリンタを例に説明したが、これに限るものではない。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に、上記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。このような分野に本技術を適用すると、液体を対象物に向かって直接的に吐出（直描）することができるため、それぞれの分野において、従来よりも省材料、省工程、コストダウンを図ることが可能となる。
【００６４】
＜＜＜液体について＞＞＞
上記実施形態では、インクジェットプリンタを例に説明したので、ノズルから吐出する液体として染料や顔料などのインクを用いた例についてせつめいしたが、液体はインクに限るものではない。例えば、上記の種々の印刷装置に対応させて金属材料、有機材料（特に高分子材料）、磁性材料、導電性材料、配線材料、成膜材料、電子インク、加工液、遺伝子溶液などを、液体（水も含む）として用いてもよい。
【００６５】
＜＜＜液体を吐出する方式について＞＞＞
上記実施形態では、圧電素子を用いて液体を吐出する例を説明したが、液体を吐出する方式は、これに限らず、例えば、熱によりノズル内に泡を発生させる方式など、他の方式を用いてもよい。
【００６６】
＜＜＜コンピュータシステム等の構成＞＞＞
次に、本発明に係る実施形態の一例であるコンピュータシステム、コンピュータプログラム、及び、コンピュータプログラムを記録した記録媒体の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００６７】
図１３は、コンピュータシステムの外観構成を示した説明図である。コンピュータシステム１０００は、コンピュータ本体１１０２と、表示装置１１０４と、プリンタ１１０６と、入力装置１１０８と、読取装置１１１０とを備えている。コンピュータ本体１１０２は、本実施形態ではミニタワー型の筐体に収納されているが、これに限られるものではない。表示装置１１０４は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ：陰極線管）やプラズマディスプレイや液晶表示装置等が用いられるのが一般的であるが、これに限られるものではない。プリンタ１１０６は、上記に説明されたプリンタが用いられている。入力装置１１０８は、本実施形態ではキーボード１１０８Ａとマウス１１０８Ｂが用いられているが、これに限られるものではない。読取装置１１１０は、本実施形態ではフレキシブルディスクドライブ装置１１１０ＡとＣＤ−ＲＯＭドライブ装置１１１０Ｂが用いられているが、これに限られるものではなく、例えばＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ　Ｏｐｔｉｃａｌ）ディスクドライブ装置やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ）等の他のものであっても良い。
【００６８】
図１４は、図１３に示したコンピュータシステムの構成を示すブロック図である。コンピュータ本体１１０２が収納された筐体内にＲＡＭ等の内部メモリ１２０２と、ハードディスクドライブユニット１２０４等の外部メモリがさらに設けられている。
【００６９】
なお、以上の説明においては、プリンタ１１０６が、コンピュータ本体１１０２、表示装置１１０４、入力装置１１０８、及び、読取装置１１１０と接続されてコンピュータシステムを構成した例について説明したが、これに限られるものではない。例えば、コンピュータシステムが、コンピュータ本体１１０２とプリンタ１１０６から構成されても良く、コンピュータシステムが表示装置１１０４、入力装置１１０８及び読取装置１１１０のいずれかを備えていなくても良い。
【００７０】
また、例えば、プリンタ１１０６が、コンピュータ本体１１０２、表示装置１１０４、入力装置１１０８、及び、読取装置１１１０のそれぞれの機能又は機構の一部を持っていても良い。一例として、プリンタ１１０６が、画像処理を行う画像処理部、各種の表示を行う表示部、及び、デジタルカメラ等により撮影された画像データを記録した記録メディアを着脱するための記録メディア着脱部等を有する構成としても良い。
【００７１】
このようにして実現されたコンピュータシステムは、システム全体として従来システムよりも優れたシステムとなる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、印刷処理中における液体吐出部の液体の乾燥を抑えて安定して液体を吐出させる印刷装置、及びこの機能を実現させるためのコンピュータプログラムを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る印刷装置の概略構成を示した図である。
【図２】本実施の形態に係るカラープリンタ１０の内部構成を示した図である。
【図３】キャリッジ３に取付けられたリニア式エンコーダ１７の構成を模式的に示した説明図である。
【図４】ＣＲモータ正転時及び逆転時におけるエンコーダ１７の２つの出力信号の波形を示したタイミングチャートである。
【図５】印刷ヘッド９の内部の概略構成を示す説明図である。
【図６】ピエゾ素子ＰＥとノズルＮｚとの構造を詳細に示した説明図である。
【図７】印刷ヘッド９におけるインクジェットノズルＮｚの配列を示す説明図である。
【図８】ヘッドドライバ１６内に設けられた駆動信号発生部の構成を示すブロック図である。
【図９】ドットを形成するための原駆動信号を説明するための図である。
【図１０】ノズル内のインクを振動させるための原駆動信号を説明するための図である。
【図１１】ピエゾ素子ＰＥの制御を説明するための概念図である。
【図１２】ピエゾ素子ＰＥの動作を示すフローチャートである。
【図１３】コンピュータシステムの外観構成を示した説明図である。
【図１４】図１３に示したコンピュータシステムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　紙送りモータ（ＰＦモータ）
２　紙送りドライバ
３　キャリッジ
４　キャリッジモータ（ＣＲモータ）
５　キャリッジモータドライバ（ＣＲモータドライバ）
７　搬送ローラ
８　排紙ローラ
９　印刷ヘッド
９ａ　印刷ヘッドの下面
１０　カラープリンタ
１１　操作パネル
１２　排紙部
１３　給紙部
１３１　給紙トレー
１４　キャリッジ位置演算部
１５　ロータリ式エンコーダ
１６　ヘッドドライバ
１７　リニア式エンコーダ
１７ａ　発光ダイオード
１７ｂ　コリメータレンズ
１７ｃ　検出処理部
１７ｄ　フォトダイオード
１７ｅ　信号処理回路
１７ｆＡ，１７ｆＢ　コンパレータ
１８　ホストコンピュータ
１９　リニア式エンコーダ用符号板
２０　用紙検出センサ
２１　バッファメモリ
２２　イメージバッファ
２３　ＥＥＰＲＯＭ
２５　プラテン
２６　システムコントローラ
２６ａ　メモリ
２６ｂ　タイマ
２６ｃ　インタラプトカウンタ
２６ｄ　信号生成ユニット
２７　メインメモリ
３０　プーリ
３１　タイミングベルト
３２　印刷用紙
４４　摺動軸
５０　制御回路
６７　導入管
６８　インク通路
２０４　マスク回路
２０６　原駆動信号発生部
１０００　コンピュータシステム
１００２　コンピュータ本体
１１０４　表示装置
１１０６　プリンタ
１１０８　入力装置
１１０８Ａ　キーボード
１１０８Ｂ　マウス
１１１０　読取装置
１１１０Ａ　フレキシブルディスクドライブ装置
１１１０Ｂ　ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置
１２０２　内部メモリ
１２０４　ハードディスクドライブユニット
Ｉｐ　インク
Ｎｚ　ノズル
ＰＥ　ピエゾ素子
【図１】
2004009710.tif 000003
【図２】
2004009710.tif 000004
【図３】
2004009710.tif 000005
【図４】
2004009710.tif 000006
【図５】
2004009710.tif 000007
【図６】
2004009710.tif 000008
【図７】
2004009710.tif 000009
【図８】
2004009710.tif 000010
【図９】
2004009710.tif 000011
【図１０】
2004009710.tif 000012
【図１１】
2004009710.tif 000013
【図１２】
2004009710.tif 000014
【図１３】
2004009710.tif 000015
【図１４】
2004009710.tif 000016