(57)【要約】【課題】液体の増粘を防止すると共に駆動周波数を上げることができる液体噴射装置を提供すること。【解決手段】本発明の液体噴射装置における圧力発生室は、容積が可変であって液体が供給されると共にノズル開口に連通する内部空間と、周期Ｔｃのヘルムホルツ共振周波数と、を有する。信号発生手段が発生させる微振動パルスは、圧力発生室内の液体を減圧するための第１の信号要素と、減圧状態にある液体の圧力を加圧させるための第２の信号要素と、を有する。微振動信号に基づいて圧力発生室が膨張及び収縮され、ノズル開口における液体のメニスカスに周期Ｔｃのヘルムホルツ振動が励起される。第１の信号要素の継続時間ＴＳ１は、ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対して、Ｔｃ／２≦ＴＳ１であり、第２の信号要素の継続時間ＴＳ２は、ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対して、ＴＳ２≦Ｔｃ／２である。【選択図】  図２
2004148532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容積が可変であって液体が供給されると共にノズル開口に連通する内部空間と、周期Ｔｃのヘルムホルツ共振周波数と、を有する圧力発生室と、
圧力発生室内の液体を減圧するための第１の信号要素と、減圧状態にある液体の圧力を加圧させるための第２の信号要素と、を有して圧力発生室内の液体を微振動させる微振動パルスを発生させる信号発生手段と、
微振動信号に基づいて圧力発生室を膨張及び収縮させて、ノズル開口における液体のメニスカスに周期Ｔｃのヘルムホルツ振動を励起させる圧力発生手段と、を備え、
前記第１の信号要素の継続時間ＴＳ１は、ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対して、Ｔｃ／２≦ＴＳ１であり、
前記第２の信号要素の継続時間ＴＳ２は、ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対して、ＴＳ２≦Ｔｃ／２である
ことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記第１の信号要素の継続時間ＴＳ１は、ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対して、Ｔｃ／２≦ＴＳ１≦Ｔｃ×３／２である
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】
信号発生手段は、圧力発生室内の液体を噴射させるための駆動パルスをも発生させるようになっており、
微振動パルスの電位差は、駆動パルスの電位差に対して、１／５以下である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
微振動パルスの電位差は、駆動パルスの電位差に対して、１／２０以上であることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
信号発生手段は、圧力発生室内の液体を噴射させるための複数の駆動パルスをも発生させるようになっており、
微振動パルスは、２つの駆動パルスの間で発生するようになっている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液体噴射装置。
【請求項６】
容積が可変であって液体が供給されると共にノズル開口に連通する内部空間と、周期Ｔｃのヘルムホルツ共振周波数と、を有する圧力発生室と、
微振動信号に基づいて圧力発生室を膨張及び収縮させて、ノズル開口における液体のメニスカスに周期Ｔｃのヘルムホルツ振動を励起させる圧力発生手段と、を備えた液体噴射装置を制御するための装置であって、
圧力発生室内の液体を減圧するための第１の信号要素と、減圧状態にある液体の圧力を加圧させるための第２の信号要素と、を有して圧力発生室内の液体を微振動させる微振動パルスを発生させる信号発生手段
を備え、
前記第１の信号要素の継続時間ＴＳ１は、ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対して、Ｔｃ／２≦ＴＳ１であり、
前記第２の信号要素の継続時間ＴＳ２は、ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対して、ＴＳ２≦Ｔｃ／２である
ことを特徴とする制御装置。
【請求項７】
前記第１の信号要素の継続時間ＴＳ１は、ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対して、Ｔｃ／２≦ＴＳ１≦Ｔｃ×３／２である
ことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
信号発生手段は、圧力発生室内の液体を噴射させるための駆動パルスをも発生させるようになっており、
微振動パルスの電位差は、駆動パルスの電位差に対して、１／５以下である
ことを特徴とする請求項６または７に記載の制御装置。
【請求項９】
微振動パルスの電位差は、駆動パルスの電位差に対して、１／２０以上であることを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
【請求項１０】
信号発生手段は、圧力発生室内の液体を噴射させるための複数の駆動パルスをも発生させるようになっており、
微振動パルスは、２つの駆動パルスの間で発生するようになっている
ことを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の制御装置。
【請求項１１】
少なくとも１台のコンピュータを含むコンピュータシステムによって実行されて、前記コンピュータシステムに請求項６乃至１０のいずれかに記載の制御装置を実現させるプログラム。
【請求項１２】
少なくとも１台のコンピュータを含むコンピュータシステム上で動作する第２のプログラムを制御する命令が含まれており、
前記コンピュータシステムによって実行されて、前記第２のプログラムを制御して、前記コンピュータシステムに請求項６乃至１０のいずれかに記載の制御装置を実現させるプログラム。
【請求項１３】
容積が可変であって液体が供給されると共にノズル開口に連通する内部空間と、周期Ｔｃのヘルムホルツ共振周波数と、を有する圧力発生室と、
圧力発生室内の液体を減圧及び加圧させて、ノズル開口における液体のメニスカスに周期Ｔｃのヘルムホルツ振動を励起させる圧力発生手段と、
を備えた液体噴射装置を制御して微振動制御を実施するための方法であって、
ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対してＴｃ／２以上の時間だけ、圧力発生室内の液体を減圧する減圧工程と、
ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対してＴｃ／２以下の時間だけ、圧力発生室内の液体を加圧する加圧工程と、
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記減圧工程の継続時間ＴＳ１は、ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対して、Ｔｃ／２≦ＴＳ１≦Ｔｃ×３／２である
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記減圧工程及び前記加圧工程は、ノズル開口から液体を噴射する複数の噴射工程の間に行われる
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射させるヘッド部材を備えた液体噴射装置、例えば、ノズル開口からインク滴を吐出させて記録を行う記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置に係り、とりわけ、ノズル開口における液体の増粘を防止するようにした液体噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式プリンタやインクジェット式プロッタ等のインクジェット式記録装置は、記録ヘッドを主走査方向に沿って移動させると共に記録紙（印刷記録媒体の一種）を副走査方向に沿って移動させ、この移動に連動して記録ヘッドのノズル開口からインク滴を吐出させることにより、記録紙上に画像（文字）を記録する。このインク滴の吐出は、例えば、ノズル開口に連通した圧力発生室を膨張・収縮させることで行われる。
【０００３】
ところで、記録ヘッドのノズル開口部分では、インクが空気に曝されているので、インク溶媒（例えば、水）が徐々に蒸発する。このインク溶媒の蒸発によりノズル開口部分のインク粘度が上昇し、記録画像の画質を悪化させる。即ち、当該部分のインク粘度が上昇すると、吐出されたインク滴が正規の方向からずれた方向に飛翔し得る。
【０００４】
このため、インクジェット式記録装置では、ノズル開口部分のインクの増粘を防止する対策がなされている。この増粘対策の一つに、メニスカスの微振動によるインクの撹拌がある。ここで、メニスカスとは、ノズル開口にて露出したインクの自由表面のことである。
【０００５】
このインクの撹拌では、インク滴が吐出されないように、インク滴の吐出方向と、この吐出方向とは反対側の引込方向と、にメニスカスを交互に移動させる。このメニスカスの移動もまた、圧力発生室を膨張・収縮させることにより行う。メニスカスを微振動させることにより、ノズル開口部分のインクが撹拌されるので、インクの増粘が防止される。
【０００６】
このインクの撹拌は、記録動作に連動して行われる。例えば、記録ヘッドを搭載したキャリッジの主走査開始直後における加速期間中や、１行の記録期間中（即ち、印字中）において行われる。そして、加速期間中における撹拌では、メニスカスを微振動させるための微振動駆動信号を記録ヘッドに供給し、全てのノズル開口のメニスカスを微振動させる。また、印字中における撹拌では、インク滴を吐出させるための吐出駆動信号から微振動パルスを生成し、この生成した微振動パルスを記録ヘッドに供給する。これにより、例えばインク滴を吐出しないノズル開口についてインクの撹拌が行われる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１１３８５８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
インクジェット式記録装置において記録ヘッドに供給される微振動駆動パルス（印字中の微振動パルスを含む）については、特開２００２−１１３８５８号に先行技術が開示されている。
【０００９】
当該先願明細書には、微振動駆動パルスの周波数を増大するという目的のために、インク減圧時間とインク加圧時間とのそれぞれが圧力発生室のヘルムホルツ振動周期Ｔｃよりも短い、特にはヘルムホルツ振動周期Ｔｃの１／２よりも短い、ことが好ましいと記載されている。
【００１０】
しかしながら、本件発明者は、インク減圧時間がヘルムホルツ振動周期Ｔｃの１／２よりも短い場合、すなわち、インク減圧が比較的急激に行われる場合、ノズル開口内に気泡が吸い込まれる可能性が高まることを知見した。
【００１１】
ノズル開口内に気泡が吸い込まれると、その後のインク滴吐出による記録の品質が低下する。従って、このような気泡の吸い込みは、絶対に回避されなれけばならない。
【００１２】
ノズル開口内への気泡の吸い込みを防ぐには、メニスカスの残留振動が十分に抑制されてから微振動パルスを印加することが効果的である。これにより、記録品質の低下を防止することができる。
【００１３】
しかしながら、メニスカスの残留振動が十分に抑制されてから微振動パルスを印加したのでは、結果的に微振動パルスの付与周波数を上げることができず、記録の高速化の妨げとなってしまう。
【００１４】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、インクの増粘を防止すると共に駆動周波数を上げることができるインクジェット式記録装置、より広くは、液体の増粘を防止すると共に駆動周波数を上げることができる液体噴射装置、を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
容積が可変であって液体が供給されると共にノズル開口に連通する内部空間と、周期Ｔｃのヘルムホルツ共振周波数と、を有する圧力発生室と、
圧力発生室内の液体を減圧するための第１の信号要素と、減圧状態にある液体の圧力を加圧させるための第２の信号要素と、を有して圧力発生室内の液体を微振動させる微振動パルスを発生させる信号発生手段と、
微振動信号に基づいて圧力発生室を膨張及び収縮させて、ノズル開口における液体のメニスカスに周期Ｔｃのヘルムホルツ振動を励起させる圧力発生手段と、を備え、
前記第１の信号要素の継続時間ＴＳ１は、ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対して、Ｔｃ／２≦ＴＳ１であり、
前記第２の信号要素の継続時間ＴＳ２は、ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対して、ＴＳ２≦Ｔｃ／２である
ことを特徴とする液体噴射装置である。
【００１６】
本発明によれば、メニスカスの残留振動が制振されるのを待たずに微振動パルスを付与しても、液体減圧時間ＴＳ１が比較的長く設定されているために、気泡が吸い込まれることがなく、その後に液体噴射品質が低下するおそれが無い。
【００１７】
本件発明者の種々の実験により、前記第１の信号要素の継続時間ＴＳ１（液体減圧時間）は、ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対して、Ｔｃ／２≦ＴＳ１≦Ｔｃ×３／２であることが好ましいことが知見された。継続時間ＴＳ１が当該範囲を上回ると、高周波駆動が困難となって好ましくない一方、継続時間ＴＳ１が当該範囲を下回ると、気泡吸い込み傾向が大きくなって好ましくない。
【００１８】
また、好ましくは、信号発生手段は、圧力発生室内の液体を噴射させるための駆動パルスをも発生させるようになっており、微振動パルスの電位差は、駆動パルスの電位差に対して、１／５以下である。このとき、特に液体がインクの場合に、当該インクがミストとなって散乱することが効果的に防止される。
【００１９】
更に好ましくは、微振動パルスの電位差は、駆動パルスの電位差に対して、１／２０以上である。この場合、液体の攪拌作用を確実に得ることができる。
【００２０】
また、好ましくは、信号発生手段は、圧力発生室内の液体を噴射させるための複数の駆動パルスをも発生させるようになっており、微振動パルスは、２つの駆動パルスの間で発生するようになっている。この場合、より高速な液体噴射装置の駆動が可能である。
【００２１】
また、本発明は、
容積が可変であって液体が供給されると共にノズル開口に連通する内部空間と、周期Ｔｃのヘルムホルツ共振周波数と、を有する圧力発生室と、
微振動信号に基づいて圧力発生室を膨張及び収縮させて、ノズル開口における液体のメニスカスに周期Ｔｃのヘルムホルツ振動を励起させる圧力発生手段と、を備えた液体噴射装置を制御するための装置であって、
圧力発生室内の液体を減圧するための第１の信号要素と、減圧状態にある液体の圧力を加圧させるための第２の信号要素と、を有して圧力発生室内の液体を微振動させる微振動パルスを発生させる信号発生手段
を備え、
前記第１の信号要素の継続時間ＴＳ１は、ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対して、Ｔｃ／２≦ＴＳ１であり、
前記第２の信号要素の継続時間ＴＳ２は、ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対して、ＴＳ２≦Ｔｃ／２である
ことを特徴とする制御装置である。
【００２２】
前記制御装置またはその要素手段は、コンピュータシステムによって実現され得る。
【００２３】
なお、コンピュータシステムに前記制御装置または前記要素手段を実現させるためのプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体も、本件の保護対象である。
【００２４】
ここで、記録媒体とは、フロッピーディスク等の単体として認識できるものの他、各種信号を伝搬させるネットワークをも含む。
【００２５】
また、本発明は、
容積が可変であって液体が供給されると共にノズル開口に連通する内部空間と、周期Ｔｃのヘルムホルツ共振周波数と、を有する圧力発生室と、
圧力発生室内の液体を減圧及び加圧させて、ノズル開口における液体のメニスカスに周期Ｔｃのヘルムホルツ振動を励起させる圧力発生手段と、
を備えた液体噴射装置を制御して微振動制御を実施するための方法であって、
ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対してＴｃ／２以上の時間だけ、圧力発生室内の液体を減圧する減圧工程と、
ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対してＴｃ／２以下の時間だけ、圧力発生室内の液体を加圧する加圧工程と、
を備えたことを特徴とする方法である。
【００２６】
本発明によれば、メニスカスの残留振動が制振されるのを待たずに微振動制御を実施しても、液体減圧工程が比較的長いために、気泡が吸い込まれることがなく、その後に液体噴射品質が低下するおそれが無い。
【００２７】
好ましくは、前記減圧工程の継続時間ＴＳ１は、ヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対して、Ｔｃ／２≦ＴＳ１≦Ｔｃ×３／２である。
【００２８】
また、好ましくは、前記減圧工程及び前記加圧工程は、ノズル開口から液体を噴射する複数の噴射工程の間に行われる。この場合、より高速な液体噴射装置の駆動が可能である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施の形態の液体噴射装置は、インクジェット式プリンタ（インクジェット式記録装置）であり、プリンタコントローラ１とプリントエンジン２とを備えている。
【００３０】
プリンタコントローラ１は、外部インターフェース（外部Ｉ／Ｆ）３と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ４と、制御プログラム等を記憶したＲＯＭ５と、ＣＰＵ等を含んで構成された制御部６と、クロック信号を発生する発振回路７と、記録ヘッド８（ヘッド部材）へ供給するための駆動信号を発生する駆動信号発生部９と、駆動信号や、印刷データに基づいて展開されたドットパターンデータ（ビットマップデータ）等をプリントエンジン２に送信する内部インターフェース（内部Ｉ／Ｆ）１０と、を備えている。
【００３１】
外部Ｉ／Ｆ３は、例えば、キャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータ等によって構成される印刷データを、図示しないホストコンピュータ等から受信する。また、ビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）が、外部Ｉ／Ｆ３を通じて、ホストコンピュータ等に対して出力される。
【００３２】
ＲＡＭ４は、受信バッファ４Ａ、中間バッファ４Ｂ、出力バッファ４Ｃ及びワークメモリ（図示せず）を有している。そして、受信バッファ４Ａは、外部Ｉ／Ｆ３を介して受信された印刷データを一時的に記憶し、中間バッファ４Ｂは、制御部６により変換された中間コードデータを記憶し、出力バッファ４Ｃは、ドットパターンデータを記憶する。ここで、ドットパターンデータとは、中間コードデータ（例えば、階調データ）をデコード（翻訳）することにより得られる印字データである。
【００３３】
ＲＯＭ５には、各種データ処理を行わせるための制御プログラム（制御ルーチン）の他に、フォントデータ、グラフィック関数等が記憶されている。
【００３４】
制御部６は、ＲＯＭ５に記憶された制御プログラムに従って各種の制御を行う。例えば、受信バッファ４Ａ内の印刷データを読み出すと共にこの印刷データを変換して中間コードデータとし、当該中間コードデータを中間バッファ４Ｂに記憶させる。また、制御部６は、中間バッファ４Ｂから読み出した中間コードデータを解析し、ＲＯＭ５に記憶されているフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して、ドットパターンデータに展開（デコード）する。そして、制御部６は、必要な装飾処理を施した後に、このドットパターンデータを出力バッファ４Ｃに記憶させる。
【００３５】
記録ヘッド８の１回の主走査により記録可能な１行分のドットパターンデータが得られたならば、当該１行分のドットパターンデータが、出力バッファ４Ｃから内部Ｉ／Ｆ１０を通じて順次記録ヘッド８に出力される。出力バッファ４Ｃから１行分のドットパターンデータが出力されると、展開済みの中間コードデータが中間バッファ４Ｂから消去され、次の中間コードデータについての展開処理が行われる。
【００３６】
駆動信号発生部９は、記録及び印字（噴射）中のメニスカス５２（図５（ｂ）参照）の微振動のために使用される吐出駆動信号を発生する主信号発生部１１と、印字外及び印字前のメニスカス５２（図５（ｂ）参照）の微振動のために使用される印字外共通微振動信号及び印字前共通微振動信号を発生する微振信号発生部１２と、主信号発生部１１からの吐出駆動信号と微振信号発生部１２からの印字外共通微振動信号或いは印字前共通微振動信号とが入力され、吐出駆動信号、印字外共通微振動信号、印字前共通微振動信号の中の一つの信号を内部Ｉ／Ｆ１０に出力する選択部１３と、を含んで構成してある。
【００３７】
吐出駆動信号は、この場合図２に示すように、３つの駆動パルス６１と１つの微振動パルス６２とを含んでいる。
【００３８】
駆動パルス６１は、中間電位ＶＭから電圧ＶＨに一定の勾配で上昇し、この電圧ＶＨを一定時間Ｔｈ１保持し、今度は一定の勾配でＶＬまで降下し、この電圧ＶＬを一定時間Ｔｈ２保持し、さらに再び中間電位ＶＭまで一定の勾配で上昇するパルス信号である。
【００３９】
一方、微振動パルス６２は、中間電圧ＶＭから所定電圧一定の勾配で上昇し、当該電圧を一定時間保持し、中間電圧ＶＭまで一定の勾配で戻るパルス信号である。この場合、１画素に対応する吐出駆動信号の１周期内の３つの駆動パルス６１（等間隔に配置されている）のうち、１つ目の駆動パルス６１と２つ目の駆動パルス６１との間に、微振動パルス６２が配置されている。
【００４０】
微振動パルス６２について更に詳細に説明すれば、パルス波形の立ち上がり部分６２ａが、圧力発生室３６内のインクを減圧するための第１の信号要素として機能する。一方、パルス波形の立ち下がり部分６２ｃが、圧力発生室３６内のインクを加圧するための第２の信号要素として機能する。
【００４１】
圧力発生室３６のヘルムホルツ共振周波数の周期Ｔｃに対して、パルス波形の立ち上がり部分６２ａ（第１の信号要素）の継続時間ＴＳ１は、Ｔｃ／２≦ＴＳ１となっており、パルス波形の立ち下がり部分６２ｃ（第２の信号要素）の継続時間ＴＳ２は、ＴＳ２≦Ｔｃ／２となっている。
【００４２】
ここで重要な特徴は、Ｔｃ／２≦ＴＳ１なる関係である。当該関係式は、パルス波形の立ち上がり部分６２ａの傾斜が比較的緩やかであることを示している。つまり、インクの減圧工程が、比較的緩やかに行われるのである。従って、ノズル開口５１内に気泡が吸い込まれるおそれが無く、微振動パルス６２とそれに先行する駆動パルス６１との間の間隔が顕著に短縮させられている。これにより、吐出駆動信号の１周期の長さがより短縮され、結果的に高周波駆動が可能となっている。
【００４３】
更に本実施の形態では、Ｔｃ／２≦ＴＳ１≦Ｔｃ×３／２が満たされている。当該関係式は、本件発明者により種々の実験を介して知見された好適な関係式である。継続時間ＴＳ１が当該範囲を上回ると、高周波駆動が困難となって好ましくない一方、継続時間ＴＳ１が当該範囲を下回ると、気泡吸い込み傾向が大きくなって好ましくない。
【００４４】
その他、微振動パルス６２の電位差は、駆動パルス６１の電位差に対して、１／５以下である。当該範囲の採用により、微振動パルス６２の付与によってインクミストが吐出されることが防止され得る。また、この場合、電圧付与に関するコストを低減させることもできる。
【００４５】
更には、微振動パルス６２の電位差は、駆動パルス６１の電位差に対して、１／２０以上である。当該範囲の採用により、メニスカスの増粘及び乾燥を防ぐという微振動制御の目的を確実に達成することができる。
【００４６】
さて一方、印字外共通微振動信号及び印字前共通微振動信号は、通常は同一の信号によって構成され、例えば図３に示すように、最低電位と中間電位との間で電位が切り替わる台形状のパルス６３を略等間隔に一連に接続した周期信号によって構成されている。
【００４７】
なお、駆動信号発生部９は、ロジック回路によって構成することもできるし、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等によって構成した制御回路によって構成することもできる。
【００４８】
プリントエンジン２は、紙送り機構１６と、キャリッジ機構１７と、記録ヘッド８とを含んで構成してある。
【００４９】
紙送り機構１６は、紙送りモータと紙送りローラ等から構成してあり、図４（ａ）に示すように、記録紙１８（印刷記録媒体の一種）を記録ヘッド８の記録動作に連動させて順次送り出す。即ち、この紙送り機構１６は、記録紙１８を副走査方向である記録紙送り方向に移動させる。
【００５０】
キャリッジ機構１７は、図４（ａ）乃至図４（ｃ）に示すように、ガイド部材２０に移動自在に取り付けられ記録ヘッド８及びインクカートリッジ１９を搭載可能なキャリッジ２１と、駆動プーリー２２と従動プーリー２３との間に架け渡されると共にキャリッジ２１に接続されたタイミングベルト２４と、駆動プーリー２２を回転させるパルスモータ２５と、記録紙幅方向に平行な状態で（主走査方向に沿って）プリンタ筐体２６に架設されたリニアエンコーダ２７と、キャリッジ２１に取り付けられリニアエンコーダ２７の複数のスリット２８を検出可能なスリット検出器２９と、を備えている。
【００５１】
本実施の形態のリニアエンコーダ２７は、透明な薄板状部材であり、図４（ｂ）に示すように、スリット２８は３６０ｄｐｉのピッチで形成されている。スリット検出器２９は、例えば、フォトインタラプタによって構成され得る。
【００５２】
このようなキャリッジ機構１７によれば、パルスモータ２５の作動により、記録紙１８の幅方向（主走査方向）に沿ってキャリッジ２１が往復移動する。これにより、キャリッジ２１に搭載された記録ヘッド８が、主走査方向に沿って移動する。このキャリッジ２１の移動は、ホームポジション側の基準位置を起点にして行われる。ここでホームポジションとは、電源が投入されていない場合や、記録を行わない状態が長時間に亘る場合等において、キャリッジ２１を待機させる位置である。本実施の形態では、図４（ａ）における右端部にホームポジションが設けられている。
【００５３】
当該ホームポジションには、記録ヘッド８のノズル開口５１（後述）におけるインク溶媒の蒸発を防止するキャッピング機構３０が設けられている。
【００５４】
一方、基準位置は、ホームポジションから少し左側の位置に設定されている。具体的には、記録紙１８の右側縁とキャッピング機構３０との間に、基準位置が設定されている。
【００５５】
キャリッジ２１が移動すると、キャリッジ２１と共にスリット検出器２９も移動する。この移動に伴って、スリット検出器２９は、リニアエンコーダ２７の複数のスリット２８を順次検出し、スリット２８のピッチに応じたパルス状の検出信号を出力する。このスリット検出器２９からの検出信号に基づいて、制御部６は記録ヘッド８の位置を認識する。
【００５６】
具体的には、制御部６は、キャリッジ２１が基準位置に位置付けられた状態で位置カウンタのカウント値をリセットし、キャリッジ２１の移動に伴って出力されるスリット検出器２９からの立ち上がりパルス（検出信号）を受信し、パルスの受信毎に位置カウンタをカウントアップする。これにより、位置カウンタのカウント値が、キャリッジ２１の位置、即ち、記録ヘッド８の走査位置を示すヘッド位置情報となる。ここで、位置カウンタは、例えば、ＲＡＭ４のワークメモリ（図示せず）に設けられ得るが、カウンタを別個に設けても良い。
【００５７】
従って、リニアエンコーダ２７及びスリット検出器２９は、走査位置情報出力手段として機能する、すなわち、キャリッジ２１（記録ヘッド８）の主走査に伴って記録ヘッド８の位置に関する情報（検出信号）を出力する。また、制御部６及び位置カウンタ（ＲＡＭ４）は、走査位置保持手段として機能する、すなわち、スリット検出器２９からの検出信号に基づいて位置カウンタのカウント値（ヘッド位置情報）を更新した後の当該更新されたカウント値を保持する。
【００５８】
次に、記録ヘッド８について説明する。記録ヘッド８は、図５（ａ）に示すように、例えばプラスチックからなる箱体状のケース７１の収納室７２内に、櫛歯状の圧電振動子３５が一方の開口から挿入されて櫛歯状先端部３５ａが他方の開口に臨んでいる。その他方の開口側のケース７１の表面（下面）には流路ユニット７４が接合され、櫛歯状先端部３５ａは、それぞれ流路ユニット７４の所定部位に当接固定されている。
【００５９】
圧電振動子３５は、圧電体３５ｂを挟んで共通内部電極３５ｃと個別内部電極３５ｄとを交互に積層した板状の振動子板を、ドット形成密度に対応させて櫛歯状に切断して構成してある。そして、共通内部電極３５ｃと個別内部電極３５ｄとの間に電位差を与えることにより、各圧電振動子３５は、積層方向と直交する振動子長手方向に伸縮する。
【００６０】
流路ユニット７４は、流路形成板７５を間に挟んでノズルプレート４２と弾性板７７を両側に積層することにより構成されている。
【００６１】
流路形成板７５は、ノズルプレート４２に複数開設したノズル開口５１とそれぞれ連通して圧力発生室隔壁を隔てて列設された複数の圧力発生室３６と、各圧力発生室３６の少なくとも一端に連通する複数のインク供給部８２と、全インク供給部８２が連通する細長い共通インク室８３と、が形成された板材である。例えば、シリコンウエハーをエッチング加工することにより、細長い共通インク室８３が形成され、共通インク室８３の長手方向に沿って圧力発生室３６がノズル開口５１のピッチに合わせて形成され、各圧力発生室３６と共通インク室８３との間に溝状のインク供給部８２が形成され得る。なお、この場合、圧力発生室３６の一端にインク供給部８２が接続し、このインク供給部８２とは反対側の端部近傍でノズル開口５１が位置するように配置されている。また、共通インク室８３は、インクカートリッジに貯留されたインクを圧力発生室３６に供給するための室であり、その長手方向のほぼ中央にインク供給管８４が連通している。
【００６２】
弾性板７７は、ノズルプレート４２とは反対側の流路形成板７５の面に積層され、ステンレス板８７の下面側にＰＰＳ等の高分子体フィルムを弾性体膜８８としてラミネート加工した二重構造である。そして、圧力発生室３６に対応した部分のステンレス板８７をエッチング加工して、圧電振動子３５を当接固定するためのアイランド部８９が形成されている。
【００６３】
上記の構成を有する記録ヘッド８では、圧電振動子３５を振動子長手方向に伸長させることにより、アイランド部８９がノズルプレート４２側に押圧され、アイランド部８９周辺の弾性体膜８８が変形して圧力発生室３６が収縮する。また、圧力発生室３６の収縮状態から圧電振動子２１を長手方向に収縮させると、弾性体膜８８の弾性により圧力発生室３６が膨張する。圧力発生室３６を一旦膨張させてから収縮させることにより、圧力発生室３６内のインク圧力が高まって、ノズル開口５１からインク滴が吐出される。
【００６４】
すなわち、記録ヘッド８では、圧電振動子３５に対する充放電に伴って、対応する圧力室３６の容量が変化する。このような圧力室３６の圧力変動を利用して、ノズル開口５１からインク滴を吐出させたり、メニスカス（ノズル開口５１で露出しているインクの自由表面）を微振動させたりすることができる。
【００６５】
圧力発生室３６の容積を変化させることにより、ノズル開口５１からインク滴を吐出させることができる。具体的には、圧力発生室３６を一旦膨張させた後に急激に収縮させると、圧力発生室３６内におけるインク圧力が急激に上昇し、図５（ｂ）に一点鎖線で示すように、ノズル開口５１からインク滴が吐出される。
【００６６】
また、インク滴が吐出されない程度に圧力発生室３６を膨張・収縮させることにより、ノズル開口５１の開口部分のインクを撹拌することができ、当該部分におけるインクの粘度の増加を防止できる。即ち、インク滴が吐出されない程度に圧力発生室３６を膨張・収縮させると、図５（ｂ）に示すように、メニスカス５２（ノズル開口５１にて露出したインクの自由表面）が、インク吐出方向である下方向とインク引き込み方向である上方向とに交互に移動して微振動し、結果的にノズル開口部分のインクが撹拌され得る。
【００６７】
なお、上記の縦振動モードの圧電振動子３５に代えて、いわゆるたわみ振動モードの圧電振動子を用いることも可能である。たわみ振動モードの圧電振動子は、充電による変形で圧力室を収縮させ、放電による変形で圧力室を膨張させる圧電振動子である。
【００６８】
次に、記録ヘッド８の電気的構成について説明する。この記録ヘッド８は、図１に示すように、順に電気的に接続されたシフトレジスタ５５、ラッチ回路５６、レベルシフタ５７、スイッチ５８及び圧電振動子３５を備えている。さらに、図６に示すように、これらのシフトレジスタ５５、ラッチ回路５６、レベルシフタ５７、スイッチ５８及び圧電振動子３５は、それぞれ、記録ヘッド８の各ノズル開口５１毎に設けたシフトレジスタ素子５５Ａ〜５５Ｎ、ラッチ素子５６Ａ〜５６Ｎ、レベルシフタ素子５７Ａ〜５７Ｎ、スイッチ素子５８Ａ〜５８Ｎ及び圧電振動子３５Ａ〜３５Ｎから構成されている。
【００６９】
シフトレジスタ５５、ラッチ回路５６、レベルシフタ５７、スイッチ５８及び制御部６は、微振動信号供給手段として機能する、即ち、微振信号発生部１２からの印字外共通微振動信号或いは印字前共通微振動信号を記録ヘッド８（圧電振動子３５）に供給したり、或いは、吐出駆動信号から印字中微振動信号を生成して記録ヘッド８に供給したりする。
【００７０】
また、シフトレジスタ５５、ラッチ回路５６、レベルシフタ５７、スイッチ５８及び制御部６は、駆動パルス供給手段として機能する、すなわち、駆動信号発生部９からの吐出駆動信号から駆動パルスを生成し、記録ヘッド８の圧電振動子３５に供給する。
【００７１】
次に、インク滴を吐出させる際の制御、及び、ノズル開口内のインクを微振動させる際の制御について説明する。
【００７２】
まず、微振信号発生部１２からの印字外共通微振動信号または印字前共通微振動信号によりメニスカス５２を微振動させてインクを撹拌する場合について説明する。
【００７３】
この場合、微振信号発生部１２からの印字外共通微振動信号或いは印字前共通微振動信号が圧電振動子３５Ａ〜３５Ｎに供給される。微振動信号が圧電振動子３５に供給されると、圧力発生室３６が僅かに膨張・収縮し、図５（ｂ）を用いて説明したように、ノズル開口５１の開口縁付近の吐出側位置（図中点線で示す）と、この吐出側位置よりも圧力発生室３６側の引き込み側位置（図中実線で示す）との間で、メニスカス５２が微振動する。即ち、ノズル開口部分のインクが撹拌される。
【００７４】
これにより、十分なインクの攪拌効果を得ることができると共に、ノズル開口の濡れ曲がり等の弊害が生じることも回避される。
【００７５】
次に、圧電振動子３５に吐出駆動信号が印加される手順について説明する。なお、以下の説明では、ドットパターンデータを構成する各印字データ（１画素のデータに相当）を、４ビットで構成した場合について説明する。
【００７６】
この場合、制御部６は、印字データ（ＳＩ）の内の最上位ビットのデータを、発振回路７からのクロック信号（ＣＫ）に適宜に同期させて、出力バッファ４Ｃからシリアル伝送させてシフトレジスタ素子５５Ａ〜５５Ｎに順次セットさせる。全ノズル開口５１分の印字データが各シフトレジスタ素子５５Ａ〜５５Ｎにセットされたならば、制御部６は、所定のタイミングで、ラッチ回路５６、即ち各ラッチ素子５６Ａ〜５６Ｎヘ、ラッチ信号（ＬＡＴ）を出力させる。このラッチ信号により、各ラッチ素子５６Ａ〜５６Ｎは、各シフトレジスタ素子５５Ａ〜５５Ｎにセットされた印字データをラッチする。このラッチされた印字データは、電圧増幅器であるレベルシフタ５７、即ち各レベルシフタ素子５７Ａ〜５７Ｎに供給される。
【００７７】
各レベルシフタ素子５７Ａ〜５７Ｎ（主モード信号発生手段）は、印字データが例えば「１」の場合に、スイッチ５８が駆動可能な電圧値、例えば、数十ボルトまで、この印字データを昇圧して主モード信号とする。そして、この昇圧された主モード信号は、スイッチ５８、即ちスイッチ素子５８Ａ〜５８Ｎに印加される。スイッチ素子５８Ａ〜５８Ｎは、当該主モード信号により接続状態になる。一方、印字データが例えば「０」の場合には、対応する各レベルシフタ素子５７Ａ〜５７Ｎは昇圧を行わない。
【００７８】
各スイッチ素子５８Ａ〜５８Ｎには、主信号発生部１１からの吐出駆動信号（ＣＯＭ）が印加されている。そして、スイッチ素子５８Ａ〜５８Ｎが接続状態になると、このスイッチ素子５８Ａ〜５８Ｎに接続された圧電振動子３５Ａ〜３５Ｎに吐出駆動信号が供給される。
【００７９】
最上位ビットのデータに基づいて吐出駆動信号を印加させたならば、続いて、制御部６は、１ビット下位のデータをシリアル伝送させてシフトレジスタ素子５５Ａ〜５５Ｎにセットする。そして、シフトレジスタ素子５５Ａ〜５５Ｎにデータがセットされたならば、ラッチ信号を印加させることにより、セットされたデータをラッチさせ、吐出駆動信号を圧電振動子３５Ａ〜３５Ｎに供給させる。以後は、１ビットずつ印字データを下位ビットにシフトしながら最下位ビットまで同様の動作を繰り返し行う。
【００８０】
このように、例示したプリンタでは、圧電振動子３５に吐出駆動信号を供給するか否かを、印字データによって制御できる。即ち、印字データのビット「１」がラッチされ昇圧されてなる矩形パルス状の信号と、吐出駆動信号と、のＡＮＤによって生成される駆動パルス信号が、圧電振動子３５に供給される。印字データのビットが「０」の場合には、吐出駆動信号の圧電振動子３５への供給が遮断される。なお、印字データのビットを「０」にした場合、圧電振動子３５は直前の電荷（電位）を保持する。
【００８１】
従って、吐出駆動信号を時間軸方向に分割し、印字データの各ビットを分割部分に対応させて設定することにより、一つの吐出駆動信号から複数の駆動パルス及び印字中微振動信号を選択的に生成することができ、生成した駆動パルスあるいは印字中微振動信号を圧電振動子３５に供給することができる。これにより、印字中にメニスカス５２を適宜の強度で微振動させて濡れ曲がり等の弊害なく十分なインクの攪拌効果を得たり、インク滴の量（即ち、ドット径）が異なる複数の駆動パルスを記録ヘッド８の圧電振動子３５に供給させることができる。
【００８２】
例えば、図２に示す例では、吐出駆動信号が３つの駆動パルス６１と１つの微振動パルス６２とを含んでおり、微振動パルス６２により印字中微振動信号を生成し、一つの駆動パルス６１により小ドット駆動パルスを生成し、二つの駆動パルス６１により中ドット駆動パルスを生成し、三つの駆動パルス６１により大ドット駆動パルスを生成するようになっている。
【００８３】
ここで、小ドット駆動パルスは、小ドットを形成し得るインク滴を吐出させる駆動パルスであり、中ドット駆動パルスは、中ドットを形成し得るインク滴を吐出させる駆動パルスであり、大ドット駆動パルスは、大ドットを形成し得るインク滴を吐出させる駆動パルスである。また、印字中微振動パルスは、インク滴を吐出しないノズル開口５１についてメニスカス５２を軽度に微振動させるパルスである。もっとも、本実施の形態の印字中微振動パルスは、同一周期内（同一画素に対応）にインク滴を吐出するノズル開口５１に対しても与えられ得る。
【００８４】
そして、印字中微振動信号を圧電振動子３５に供給すると、圧力発生室３６が僅かに膨張・収縮し、図５（ｂ）を用いて説明したように、ノズル開口５１の開口縁付近の吐出側位置（図中点線で示す）と、この吐出側位置よりも圧力発生室３６側の引き込み側位置（図中実線で示す）との間で、メニスカス５２が微振動する。即ち、ノズル開口部分のインクが撹拌される。
【００８５】
ここで、前述のように、Ｔｃ／２≦ＴＳ１なる関係によりインクの減圧工程が比較的緩やかに行われるため、ノズル開口５１内に気泡が吸い込まれるおそれ無く、高周波駆動が達成される。
【００８６】
更に本実施の形態では、Ｔｃ／２≦ＴＳ１≦Ｔｃ×３／２が満たされているため、高周波駆動の実現と気泡吸い込み防止との両方が好適に達成されている。
【００８７】
この例では、印字データが４ビットのデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３、Ｄ４により構成され、各データをＤ１＝０，Ｄ２＝０，Ｄ３＝１、Ｄ４＝０に設定することで小ドット駆動パルスを生成し、各データをＤ１＝１，Ｄ２＝０，Ｄ３＝０、Ｄ４＝１に設定することで中ドット駆動パルスを生成し、各データをＤ１＝１，Ｄ２＝０，Ｄ３＝１、Ｄ４＝１に設定することで大ドット駆動パルスを生成し、各データをＤ１＝０，Ｄ２＝１，Ｄ３＝０、Ｄ４＝０に設定することで印字中微振動パルスを生成するようになっている。また、各データをＤ１＝０，Ｄ２＝０，Ｄ３＝０、Ｄ４＝０に設定すると、印字中微振動制御さえ実施されない。
【００８８】
なお、前述のように、プリンタコントローラ１はコンピュータシステムによって構成されているが、コンピュータシステムに前記各要素を実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体２０１も、本件の保護対象である。
【００８９】
さらに、前記の各要素が、コンピュータシステム上で動作するＯＳ等のプログラム（第２のプログラム）によって実現される場合、当該ＯＳ等のプログラム（第２のプログラム）を制御する各種命令を含むプログラムを記録した記録媒体２０２も、本件の保護対象である。
【００９０】
なお、本発明は、インクジェット式記録装置以外の任意の液体噴射装置に適用され得る。液体の例としては、インクの他に、グルー、マニキュア等が使用され得る。また、本発明は、液晶等の表示体におけるカラーフィルタの製造装置にも適用され得る。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、メニスカスの残留振動が制振されるのを待たずに微振動パルスを付与しても、液体減圧時間ＴＳ１が比較的長く設定されているために、気泡が吸い込まれることがなく、その後に液体噴射品質が低下するおそれが無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるインクジェット式プリンタの構成を説明する概略ブロック図である。
【図２】吐出駆動信号及び、この吐出駆動信号に基づいて生成される駆動パルス及び微振動パルスを説明する図である。
【図３】微振動駆動信号を説明する図である。
【図４】図１のインクジェット式プリンタの構成を説明する図である。
【図５】記録ヘッドの構造を説明する図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部の拡大断面図である。
【図６】記録ヘッドにおける電気的構成を説明するブロック図である。
【符号の説明】
１  プリンタコントローラ
２  プリントエンジン
３  外部インターフェース
４  ＲＡＭ
５  ＲＯＭ
６  制御部
７  発振回路
８  記録ヘッド
９  駆動信号発生部
１０  内部インターフェース
１１  主信号発生部
１２  微振信号発生部
１３  選択部
１６  紙送り機構
１７  キャリッジ機構
１８  記録紙
１９  インクカートリッジ
２０  ガイド部材
２１  キャリッジ
２２  駆動プーリ
２３  従動プーリ
２４  タイミングベルト
２５  パルスモータ
２６  プリンタ筐体
２７  リニアエンコーダ
２８  スリット
２９  スリット検出器
３０  キャッピング機構
３５  圧電振動子
３５ａ  櫛歯状先端部
３６  圧力発生室
４２  ノズルプレート
５１  ノズル開口
５２  メニスカス
５５  シフトレジスタ
５６  ラッチ回路
５７  レベルシフタ
５８  スイッチ
６１  駆動パルス
６２  微振動パルス
６３  台形状パルス
７１  ケース
７２  収納室
７４  流路ユニット
７５  流路形成板
７７  弾性板
８２  インク供給部
８３  共通インク室
８４  インク供給管
８７  ステンレス板
８８  弾性体膜
８９  アイランド部
【図１】
2004148532.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004148532.tif 000007
【図６】
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