(57)【要約】【課題】  高速での多ショット／画素印字における後続のインク液滴の吐出特性劣化による印字品質の低下を防止可能な静電式インクジェットヘッドの駆動方法を提案すること。【解決手段】  ３ショット／画素印字を行う静電式インクジェットヘッド１１０において、１画素印字のために印加される第１〜第３番目までの各駆動電圧パルスＰｗ（１）〜Ｐｗ（３）の各パルス間隔Ｐｗｉ１〜Ｐｗｉ３を、インク液滴吐出後の振動板電極１１９の残留振動波形に基づき、個別に設定し、第２、第３番目の各駆動電圧パルスＰｗ（２）、Ｐｗ（３）の印加開始時点（Ｔ２１、Ｔ３１）が、第１番目の駆動電圧パルスＰｗ（１）の印加開始時点（Ｔ１１）と同様に、振動板電極１１９の残留振動による変位位置が正から負に切り替わる中立位置（ゼロクロス点）となるようにする。【選択図】  図７
2005305866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定間隔で対向配置されている振動板電極および固定電極の間に駆動電圧パルスを印加し、これらの間に発生する静電気力によって前記振動板電極を振動させることによりインク圧力変動を発生させ、当該インク圧力変動を利用してインクノズルからインク液滴を吐出させ、
１画素印字を、最大ｎ回（ｎは２以上の整数）の連続したインク液滴の吐出により行い、
各インク液滴を吐出させるために印加される第１〜第ｎ番目までの各駆動電圧パルスの各パルス間隔を、インク液滴吐出後の前記振動板電極の残留振動波形に基づき、個別に設定する静電式インクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項２】
請求項１において、
第２〜第ｎ番目の各駆動電圧パルスの印加開始時点における前記振動板電極の残留振動による変位位置が同一となるように、前記第１〜第ｎ番目の各駆動電圧パルスの各パルス間隔を設定する静電式インクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項３】
請求項２において、
第２〜第ｎ番目の各駆動電圧パルスの印加開始時点における前記振動板電極の残留振動による変位位置が、第１番目の駆動電圧パルスの印加開始時点における前記振動板電極の変位位置と同一となるように、前記第１〜第ｎ番目の各駆動電圧パルスの各パルス間隔を設定する静電式インクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項４】
請求項２において、
前記駆動電圧パルスの印加開始時点における前記振動板電極の残留振動による変位位置は、当該振動板電極が前記固定電極の側に変位を開始する直前における変位零の中立位置である静電式インクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項５】
請求項３または４において、
第１〜第ｎ番目までの各駆動電圧パルスの各パルス間隔に含まれる前記振動板電極の残留振動波形の山の数をＮ（Ｎは正の整数）とすると、
１画素印字における最後の第ｎ番目の駆動電圧パルスから次の１画素印字のための第１番目の駆動電圧パルスまでのパルス間隔に、前記振動板電極の残留振動波形の山が（Ｎ＋α）個（αは正の整数）含まれるように、当該パルス間隔を設定する静電式インクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちのいずれかの項において、
前記静電式インクジェットヘッドの前記振動板電極の残留振動数あるいは残留振動周期を測定あるいは算出し、
測定値あるいは算出値に基づき、前記静電式インクジェットヘッドの第１〜第ｎ番目までの各駆動電圧パルスの各パルス間隔を決定する静電式インクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記残留振動数あるいは残留振動周期を所定範囲毎に複数のグループに分け、各グループに前記駆動電圧パルスのパルス間隔を予め割り当てておき、
測定あるいは算出した前記残留振動数あるいは残留振動周期が含まれる前記グループに割り当てられている前記駆動電圧パルスのパルス間隔を前記静電式インクジェットヘッドにおける第１〜第ｎ番目までの各駆動電圧パルスの各パルス間隔としてそれぞれ採用する静電式インクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のうちのいずれかの項に記載の駆動方法により静電式インクジェットヘッドを駆動することを特徴とす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、振動板電極と固定電極の間に駆動電圧パルスを印加して振動板電極を振動させることによりインク圧力変動を発生させ、このインク圧力変動を利用してインクノズルからインク液滴を吐出させる静電式インクジェットヘッドの駆動方法およびインクジェットプリンタに関するものである。更に詳しくは、１画素印字を複数回のインク液滴の吐出により行う多ショット／画素印字を、優れた印字品質を保持した状態で高速に行うことのできる静電式インクジェットヘッドの駆動方法およびインクジェットプリンタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタのインクジェットヘッドとしては、静電気力を利用してインクを貯留したインク室の容積を変化させて、インク室に連通しているインクノズルからインク液滴を吐出させる静電アクチュエータを備えた静電式インクジェットヘッドが知られている。静電アクチュエータは、インク室の一部を形成している振動板電極と、これに対向配置されている固定電極とを備え、これらの間に駆動電圧パルスを印加すると、振動板電極が固定電極に吸引され、駆動電圧パルスの印加を解除すると、振動板電極が固定電極から開放されて弾性復帰する。かかる振動板電極の振動によってインク室のインク圧力が変動して、振動板電極が固定電極から開放されて弾性復帰する過程で、インク室に連通しているインクノズルからインク液滴が吐出する。
【０００３】
ここで、１画素印字を連続してインク液滴を吐出することにより行う多ショット／画素印字の場合、特に、かかる多ショト／画素印字を高い駆動周波数（高速）で行う場合には、インク圧力の残留振動の影響を受けて、インク液滴を連続して吐出した際に各吐出時のインク吐出特性が変化する。すなわち、インク液滴を吐出する圧力振動は振動板電極の駆動による圧力振動と、インク液滴吐出後の残留振動の重ね合わせになり、残留振動に起因して、振動板電極を固定電極に吸引する動作を開始する時点における振動板電極の変位状態が変化してしまう。この結果、インク吐出特性が大幅に変動してしまう。かかる変動は、残留振動の振幅が大きいほど顕著になり、印字品質が大幅に劣化するおそれがある。
【０００４】
インク圧力の残留振動形態は、主として振動板電極を固定側電極から開放した場合の固有振動に依存する。この固有振動は、静電式インクジェットヘッドの製造誤差などに起因して各静電式インクジェットヘッド毎に所定のばらつきがある。
【０００５】
そこで、従来においては、連続したインク液滴の吐出により１画素分の印字を行う場合に、２回目以降の駆動電圧パルスを印加し終わった時点から次の駆動電圧パルスを印加するまでの駆動間隔を、静電式インクジェットヘッドの固有振動周期に基づき決定する方法が提案されている。また、駆動電圧パルスのパルス幅も固有振動周期に基づき決定する方法が提案されている。例えば、次の特許文献に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−６７３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、インクジェットプリンタの印刷速度の向上が求められている中で、静電式インクジェットヘッドの駆動にはより一層の高駆動周波数化が求められている。高駆動周波数化のためには、静電式インクジェットヘッドのインク室の圧力変動の固有振動数を高める必要がある。しかしながら、固有振動数を高めると、その振動波形が急峻になるので、インク圧力変動に応じた適切なタイミングで駆動電圧パルスを印加するなどの駆動条件の範囲が狭くなる。この場合、静電式インクジェットヘッド毎に固有振動数にばらつきがあると、適切な駆動条件を設定することが更に困難になる。
【０００７】
駆動条件が適切でないと、複数のインク液滴の吐出により１画素印字を行う場合には、後続のインク液滴の吐出速度が低下し、吐出質量が少なくなってしまう。この結果、インク液滴の記録紙上への着弾位置がずれ、また、１画素印字に必要な充分なインク吐出量を確保できないので、印字品質が大幅に劣化してしまう。
【０００８】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、多ショット／画素印字を、各インク液滴の吐出特性をインク残留振動の影響を受けることなく良好に保持した状態で、高速化することのできる静電式インクジェットヘッドの駆動方法、および当該方法により静電式インクジェットヘッドを駆動するインクジェットプリンタを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の静電式インクジェットヘッドの駆動方法は：一定間隔で対向配置されている振動板電極および固定電極の間に駆動電圧パルスを印加し、これらの間に発生する静電気力によって前記振動板電極を振動させることによりインク圧力変動を発生させ、当該インク圧力変動を利用してインクノズルからインク液滴を吐出させ；１画素印字を、最大ｎ回（ｎは２以上の整数）の連続したインク液滴の吐出により行い；各インク液滴の吐出のために印加される第１〜第ｎ番目までの各駆動電圧パルスの各パルス間隔が、インク液滴吐出後の前記振動板電極の残留振動波形に基づき、個別に設定されていることを特徴としている。
【００１０】
本発明では、各駆動電圧パルスの各パルス間隔が、振動板電極の残留振動波形に基づき、個別に設定される。したがって、残留振動が残っている振動板電極を、第２番目から第ｎ番目までの各駆動電圧パルスによって、それぞれ適切なタイミングで駆動することができる。この結果、第２番目から第ｎ番目までの各駆動電圧パルスによる振動板電極の振動状態を、残留振動によって悪影響を受けることなく良好に保持することが可能になる。このようにすれば、２番目からｎ番目までの各インク液滴の吐出が、十分な吐出質量および吐出速度で行われるので、高速印字においても印字品質を良好に保持することが可能になる。
【００１１】
かかる印字動作を実現するためには、第２〜第ｎ番目の各駆動電圧パルスの印加開始時点（立ち上がり時点）、すなわち、振動板電極の吸引動作を開始する駆動開始のタイミングにおける前記振動板電極の変位位置が同一となるように、前記第１〜第ｎ番目の各駆動電圧パルスの各パルス間隔を設定すればよい。
【００１２】
特に、第２〜第ｎ番目の各駆動電圧パルスの印加開始時点における前記振動板電極の変位位置が、第１番目の駆動電圧パルスの印加開始時点における前記振動板電極の変位位置と同一となるように、前記第１〜第ｎ番目の各駆動電圧パルスの各パルス間隔を設定することが望ましい。
【００１３】
すなわち、前記駆動電圧パルスの印加開始時点における前記振動板電極の残留振動による変位位置を、当該振動板電極が前記固定電極の側に変位を開始する直前における変位零の中立位置となるように設定することが望ましい。
【００１４】
また、このように、振動板電極が中立位置にある時点において駆動電圧パルスの印加を開始する場合において、第１ないし第ｎ番目までの各駆動電圧パルス間に含まれる前記振動板電極の残留振動波形の山の数がＮ（Ｎは正の整数）であるとき、１画素印字における最後の第ｎ番目の駆動電圧パルスから次の１画素印字のための第１番目の駆動電圧パルスまでの間に、前記振動板電極の残留振動波形の山が（Ｎ＋α）個（αは正の整数）含まれるように、第ｎ番目から第１番目までの駆動電圧パルスのパルス間隔を設定することが望ましい。
【００１５】
ここで、静電式インクジェットヘッドの振動板電極の残留振動波形は、製造誤差などに起因して固体差がある。したがって、出荷前の時点などにおいて、各静電式インクジェットヘッドの前記振動板電極の残留振動波形、一般には残留振動数あるいは残留振動周波数を測定あるいは算出し、測定値あるいは算出値に基づき、前記静電式インクジェットヘッドの第１〜第ｎ番目までの各駆動電圧パルスの各パルス間隔を決定することが望ましい。
【００１６】
また、前記残留振動数あるいは残留振動周期を所定範囲毎に複数のグループに分け、各グループに前記駆動電圧パルスのパルス間隔を予め割り当てておき、測定あるいは算出した前記残留振動数あるいは残留振動周期が含まれる前記グループに割り当てられている前記駆動電圧パルスのパルス間隔を前記静電式インクジェットヘッドにおける第１〜第ｎ番目までの各駆動電圧パルスの各パルス間隔としてそれぞれ採用するようにすればよい。
【００１７】
次に、本発明は静電式インクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタに関するものであり、上記の駆動方法により静電式インクジェットヘッドを駆動することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の静電式インクジェットヘッドの駆動方法では、１画素印字のために印加される第１ないし第ｎ番目の駆動電圧パルスの各パルス間隔を、インク液滴吐出後の振動板電極の残留振動波形に基づき、それぞれ個別に設定している。したがって、残留振動している振動板電極を、第２番目から第ｎ番目までの各駆動電圧パルスによって、それぞれ適切なタイミングで駆動することができる。この結果、第２番目から第ｎ番目までの各駆動電圧パルスによる振動板電極の振動状態を、残留振動によって悪影響を受けることなく良好に保持することが可能になる。よって、本発明によれば、２番目からｎ番目までの各インク液滴の吐出を、十分な吐出質量および吐出速度で行うことができ、特に、高速印字においても印字品質を良好に保持することが可能になる。
【００１９】
したがって、本発明のインクジェットプリンタによれば、多ショット／画素印字を、高品質および高速で行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した静電式インクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタの実施の形態を説明する。
【００２１】
（インクジェットプリンタの全体構成）
図１は本実施の形態に係る静電式インクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタを示す概略構成図である。
【００２２】
本実施の形態に係るインクジェットプリンタ１００は、記録紙１０２を主走査方向Ｙに向けて搬送するプラテン１０３と、このプラテン１０３にインクノズル面が対峙しているインクジェットヘッド１１０と、このインクジェットヘッド１１０を副走査方向Ｘに向けて往復移動させるためのキャリッジ１０５と、インクジェットヘッド１１０の各インクノズルにインクを供給するインクタンク１０６とを有している。プラテン１０３から副走査方向Ｘに外れた位置には、ノズルキャップ１０７が配置されており、このノズルキャップ１０７はインクポンプ１０８を介して廃インク回収部１０９に連通している。
【００２３】
（静電式インクジェットヘッド）
図２は、静電式インクジェットヘッド１１０を示す概略構成図である。静電式インクジェットヘッド１１０は、半導体からなるキャビティ基板１１２、同じく半導体からなるノズル基板１１３、およびガラス製の電極基板１１４を積層することにより構成されている。ノズル基板１１３には複数のインクノズル１１５が形成されている。ノズル基板１１３とキャビティ基板１１２の間には、各インクノズル１１５に連通する独立したインク室１１６が区画形成されており、各インク室１１６は細いインクオリフィス１１７を介して単一の共通インク室１１８に連通している。共通インク室１１８には外部から不図示のインク供給経路を介してインクが供給される。
【００２４】
各インク室１１６の底壁部分には面外方向に振動可能な振動板電極１１９が形成されており、各振動板電極１１９が共通電極として機能する。各振動板電極１１９に対峙している電極基板１１４の表面部分には凹部１２０がそれぞれ形成され、各凹部１２０の底面には、振動板電極１１９に所定の間隔で対峙している個別電極１２１（固定電極）が形成されている。各振動板電極１１９と、それぞれに対峙している個別電極１２１とにより静電アクチュエータが構成されている。
【００２５】
この静電アクチュエータに駆動電圧パルスを印加することによって発生する静電気力を利用して、振動板電極１１９を振動させるようになっている。振動板電極１１９の振動によって、インク室１１６の容積が増減し、これによってインク室１１６内に発生するインク圧力の変動に基づき、インク室１１６に連通しているインクノズル１１５からインク液滴１２２が吐出する。
【００２６】
本例の静電式インクジェットヘッド１１０は、例えば、ノズル基板１１３に一列に形成された６４個のインクノズル１１５を備えており、これら６４個のインクノズル１１５から選択的にインク液滴を吐出させることにより、所望の文字や画像を印刷することが可能となっている。
【００２７】
なお、図示の静電式インクジェットヘッド１１０は、ノズル基板１１３の上面に設けたインクノズルからインク液滴を吐出させるフェイスエジェクトタイプであるが、本発明の制御対象となる静電式インクジェットヘッドは、インク液滴を基板の端部に設けたインクノズルから吐出させるエッジエジェクトタイプでもよい。
【００２８】
（インクジェットプリンタの制御系）
図３は、インクジェットプリンタ１００の制御系を示す概略ブロック図である。この図を参照して、静電式インクジェットヘッド１１０を備えたインクジェットプリンタ１００の制御系を説明する。本実施の形態に係るインクジェットプリンタ１００は、静電式インクジェットヘッド１１０を駆動制御するためのインクジェットヘッド駆動制御装置１を有しており、このインクジェットヘッド駆動制御装置１は、ＣＰＵ２ａを中心に構成されたインクジェットヘッド制御部２を備えている。ＣＰＵ２ａには外部装置３からバス３ａを介して印刷情報が供給され、また、内部バス２ｂを介してＲＯＭ４ａ、ＲＡＭ４ｂおよびキャラクタジェネレータ４ｃが接続されている。
【００２９】
インクジェットヘッド制御部２では、ＲＡＭ４ｂ内の記憶領域を作業領域として用いて、ＲＯＭ４ａ内に格納されている制御プログラムを実行し、キャラクタジェネレータ４ｃから発生するキャラクター情報に基づき、インクジェットヘッド駆動用の制御信号を生成する。制御信号は論理ゲートアレイ５および駆動パルス発生回路６を介して、印刷情報に対応した駆動制御信号となって、コネクタ７を経由して、ヘッド基板８に形成されたヘッドドライバＩＣ９に供給される。また、ヘッドドライバＩＣ９には、印字用の駆動電圧パルス信号Ｖ３、制御信号ＬＰ、極性反転制御信号ＲＥＶなども供給される。
【００３０】
ヘッドドライバＩＣ９では、供給された上記の各信号および電源回路１０から供給される駆動電圧Ｖｐに基づき、静電式インクジェットヘッド１１０の各振動板電極１１９、すなわち共通電極に印加すべき駆動電圧パルスをその共通出力端子ＣＯＭから出力し、各インクノズル１１５に対応する個別電極１２１に印加すべき駆動電圧パルスを、各個別電極１２１に対応した個数の個別出力端子ＳＥＧから出力する。共通出力端子ＣＯＭの出力と個別出力端子ＳＥＧの出力との電位差が各インクノズル１１５に対応した各振動板電極１１９と、それぞれに対峙している個別電極１２１の間に印加される。駆動時（インク液滴の吐出時）には指定された向きの駆動電位差波形を与え、非駆動時には駆動電位差を与えないようになっている。
【００３１】
図４は、ヘッドドライバＩＣ９の内部構成の一例を示す概略ブロック図である。ヘッドドライバＩＣ９は電源回路１０から高電圧系の駆動電圧Ｖｐおよび論理回路系の駆動電圧Ｖｃｃが供給されて動作するＣＭＯＳの６４ビット出力の高耐圧ドライバである。ヘッドドライバＩＣ９は、供給された駆動制御信号に応じて、駆動電圧パルスとＧＮＤ電位の一方を、インクジェットヘッド１１０の各インクノズル１１５に対応する対向電極間に印加する。
【００３２】
ヘッドドライバＩＣ９における番号９１は６４ビットのシフトレジスタを示している。シフトレジスタ９１は、シリアルデータとして論理ゲートアレイ５より送信された６４ビット長のＤＩ信号入力を、ＤＩ信号に同期する基本クロックパルスであるＸＳＣＬパルス信号入力によりデータをシフトアップし、シフトレジスタ９１内のレジスタに格納するスタティクシフトレジスタとなっている。ＤＩ信号は、６４個のインクノズルのそれぞれを選択するための選択情報をオン／オフにより示す制御信号であり、この信号がシリアルデータとして送信される。
【００３３】
９２は６４ビットのラッチ回路であり、シフトレジスタ９１内に格納された６４ビットデータをラッチパルスＬＰによりラッチしてデータを格納し、格納されたデータを、６４ビット反転回路９３に信号出力するスタティクラッチである。ラッチ回路９２では、シリアルデータのＤＩ信号が、各インクノズルを駆動するための６４セグメント出力を行うための６４ビットのパラレル信号へと変換される。
【００３４】
反転回路９３では、ラッチ回路９２から入力される信号と、ＲＥＶ信号との排他的論理和をレベルシフタ９４へ出力する。レベルシフタ９４は、反転回路９３からの信号の電圧レベルをロジック系の電圧レベル（５Ｖレベルまたは３．３Ｖレベル）からヘッド駆動系の電圧レベル（０Ｖ〜４５Ｖレベル）に変換するレベルインターフェイス回路である。
【００３５】
ＳＥＧドライバ９５は６４チャンネルのトランスミッションゲート出力となっていて、レベルシフタ９４の入力により、ＳＥＧ１〜ＳＥＧ６４のセグメント出力に対して、駆動電圧パルス入力かまたはＧＮＤ入力かの何れかを出力する。ＣＯＭドライバは、ＲＥＶ入力に対して、駆動電圧パルス入力かまたはＧＮＤ入力かの何れかをＣＯＭへ出力する。
【００３６】
ＸＳＣＬ、ＤＩ、ＬＰとＲＥＶの各信号は、ロジック系の電圧レベルの信号であり、論理ゲートアレイ５よりヘッドドライバＩＣ９に送信される信号である。
【００３７】
このように、ヘッドドライバＩＣ９を構成することにより、駆動するセグメント数（ノズル数）が増加した場合においても容易にヘッドの各インクノズルの駆動する駆動電圧パルスとＧＮＤとを切り換え、かつ後述の正逆交互駆動を容易に実現することが可能となる。
【００３８】
（印字動作）
このように構成したインクジェットヘッド駆動制御装置１では、印字１画素を、連続した複数回のインク液滴を吐出することにより形成するように、静電式インクジェットヘッド１１０を駆動制御可能となっている。例えば最大３回のインク液滴を吐出することにより１画素を印字するように制御している。また、１画素印字期間におけるインク液滴の吐出回数を変更することにより、各画素の階調制御を行うことも可能となっている。
【００３９】
図５には、外部装置３からの印字モード指令信号により１画素を最大３回のインク液滴の吐出により形成する印字モード（３ショット／画素モード）が指定された場合のタイミングチャートを示してある。図において、Ｖ３は、インクジェットヘッド制御部２の駆動パルス発生回路６からヘッドドライバＩＣ９に供給される印字用の駆動電圧パルス信号である。ＬＰおよびＲＥＶは上述のようにインクジェットヘッド制御部２の論理ゲートアレイ５からヘッドドライバＩＣ９に供給される制御信号（ラッチパルス）および極性反転制御信号である。ドライバＣＯＭ出力は共通端子ＣＯＭの出力であり、ドライバＳＥＧ出力は各個別端子ＳＥＧの出力である。ＣＯＭ−ＳＥＧ電位差は、共通電極（振動板電極１１９）と個別電極１２１の間に発生する電位差（ノズル駆動電圧波形）である。なお、制御信号ＬＰによって１画素印字期間が規定され、１画素を３ショットで形成するように制御される。
【００４０】
また、ドライバＣＯＭ出力には、各１画素印字期間Ｔのそれぞれに現れる第１〜第３の印字用の駆動電圧パルスＰｗ（１）、Ｐｗ（２）、Ｐｗ（３）のうち、第２の駆動電圧パルスＰｗ（２）が現れ、それ以外はＧＮＤに保持される。これに対して、ドライバＳＥＧ出力には、１画素を３回のインク液滴の吐出により形成する３ショット／画素による印字の場合には、第１および第３の駆動電圧パルスＰｗ（１）、Ｐｗ（３）が現れ、１画素を２回のインク液滴の吐出により形成する２ショット／画素による印字の場合には第１の駆動電圧パルスＰｗ（１）のみが現れ、１画素を１回のインク液滴の吐出により形成する１ショット／画素による印字の場合には第１および第２の駆動電圧パルスＰｗ（１）およびＰｗ（２）が現れる。
【００４１】
このように、本例では、複数のインク液滴の吐出により１画素印字を行う場合には、１画素印字用の複数のタイミング、図５の例では連続する３回の吐出タイミングのうち、先頭の吐出タイミングを基準として（先頭基準により）、階調表現を行うようになっている。
【００４２】
また、振動板電極１１９と個別電極１２１の間に印加されるノズル駆動波形、すなわちＣＯＭ−ＳＥＧ電位差が、逆方向、正方向および逆方向の順序で切り替わる。よって、３ショット／画素による印字の場合（図５の最初の１画素印字期間Ｔ）には、逆駆動、正駆動および逆駆動による３回のインク液滴の吐出動作が行われ、２ショット／画素による印字の場合（図５の２番目の１画素印字期間Ｔ）には、第１および第２のインク液滴の吐出時点において逆駆動および正駆動の順序でインク液滴の吐出動作が行われ、１ショット／画素による印字の場合（図５の３番目の１画素印字期間Ｔ）には、第１のインク液滴の吐出時点において逆駆動によりインク液滴の吐出動作が行われる。
【００４３】
また、極性反転信号ＲＥＶによって連続するインク液滴の吐出動作時には、逆駆動および正駆動の順序、あるいはその逆の順序により、インクジェットヘッド１１０を正逆交互駆動している。このように正逆交互通電を行うことにより、振動板電極１１９と個別電極１２１の間に残留電荷が発生することを抑制あるいは回避できる。
【００４４】
（駆動電圧パルスのパルス間隔の設定方法）
図６には駆動電圧パルス信号Ｖ３における駆動電圧パルスＰｗの電圧波形を示してある。この図に示すように、各駆動電圧パルスＰｗは台形波形であり、１周期分のパルス幅すなわち、駆動電圧パルスＰｗの立ち上がり時点（印加開始時点）から次の駆動電圧パルスＰｗの立ち上がり時点（印加開始時点）までの間隔がパルス間隔Ｐｗｉである。各駆動電圧パルスＰｗの電圧波形において、一定の勾配で立ち上がる充電部分の幅がＰｗｃｐであり、立ち上がり後に一定電圧に保持されるホールド部分の幅がＰｗｈｐであり、この後に一定の勾配で立ち下がる放電部分の幅がＰｗｄｐである。また、駆動電圧パルスＰｗの立ち上がり開始時点から立ち下がり開始時点までの幅、すなわちパルス幅がＰｗｂである。
【００４５】
本例においては、１画素印字のための第１ないし第３番目までの各駆動電圧パルスＰｗ（１）ないしＰＷ（３）の各パルス間隔Ｐｗｉ１、Ｐｗｉ２、Ｐｗｉ３が、インク液滴吐出後の振動板電極１１９の残留振動波形に基づき、それぞれ個別に決定されている。
【００４６】
図７には、駆動電圧パルス信号波形と振動板電極１１９の挙動（残留振動波形）を示してある。この図においては、理解を容易にするために、駆動電圧パルス波形のパルス間隔Ｐｗｉ１〜Ｐｗｉ３を広げた状態で示してある。
【００４７】
この図に示すように、第１回目の駆動電圧パルスＰｗ（１）が電極間に印加されると（時点Ｔ１１）、変位零の中立位置にある振動板電極１１９が個別電極（固定電極）１２１の側（図においては負の側）に吸引されて、当該個別電極１２１に当接する。振動板電極１１９の変位に伴ってインク室１１６のインク圧力が負圧側に変化して、インクノズル１１５のインクメニスカスが大きく引き込まれる。駆動電圧パルスＰｗ（１）が立ち下がると、振動板電極１１９が個別電極１２１から開放されてその中立位置に向けて弾性変位を開始する（時点Ｔ１２）。振動板電極１１９は中立位置を通り過ぎて正の側に変位し、これにより、インク室１１６のインク圧力が急激に高まり、インクノズル１１５からインク液滴１２２が吐出される(時点Ｔ１３）。振動板電極１１９は、当該静電式インクジェットヘッド１１０の固有周期で残留振動するインク圧力に伴って残留振動を行う。
【００４８】
本例では、第１番目の駆動電圧パルスＰｗ（１）と第２番目の駆動電圧パルスＰｗ（２）のパルス間隔Ｐｗｉ１を、かかる振動板電極１１９のインク液滴吐出後の残留振動波形に基づき定めている。具体的には、第２番目の駆動電圧パルスＰｗ（２）の立ち上がり時点Ｔ２１（印加開始時点）が、振動板電極１１９が正側から負側に切り替わる中立位置となる時点に一致するように、当該パルス間隔Ｐｗｉ１が定められている。したがって、パルス間隔Ｐｗｉ１には残留振動波形の山がＮ個（Ｎは正の整数）含まれることになる。図示の例では２個の山が含まれ、２個目の山のゼロクロス点（中立位置）が第２番目の駆動電圧パルスＰｗ（２）の立ち上がり時点Ｔ２１となっている。
【００４９】
このように、固有周期で残留振動する振動板電極１１９が、正側から負側に切り替わる中立位置の時点において第２番目の駆動電圧パルスＰｗ（２）の印加を開始すると、残留振動による振動板電極１１９の変位方向が駆動電圧パルスによる振動板電極１１９の変位方向に一致する。よって、駆動電圧パルスＰｗ（２）による振動板電極１１９の変位が残留振動によって阻害あるいは抑制されることが無い。したがって、第２番目のインク液滴の吐出（時点Ｔ２３）を十分な吐出質量および吐出速度で行うことができる。また、振動板電極１１９が中立位置の時点で駆動電圧パルスＰｗ（２）を印加すると、同じく振動板電極１１９が中立位置の状態で駆動電圧パルスＰｗ（１）を印加して第１回目のインク液滴を吐出させる場合と同様な挙動が再現されるので、第２回目のインク液滴の吐出特性を第１回目のインク液滴の吐出特性と実質的に同一に保持することができる。
【００５０】
同様にして、第２番目の駆動電圧パルスＰｗ（２）と第３番目の駆動電圧パルスＰｗ（３）のパルス間隔Ｐｗｉ２も決定されている。すなわち、第２番目のインク液滴吐出後における振動板電極１１９の残留振動波形が正側から負側に切り替わるゼロクロス点（変位零の中立位置）に、第３番目の駆動電圧パルスＰｗ（３）の立ち上がり時点Ｔ３１（印加開始時点）が一致するように、パルス間隔Ｐｗｉ２が定められている。図示の例ではパルス間隔Ｐｗｉ２に、残留振動波形における２個の山が含まれ、２個目の山のゼロクロス点（中立位置）が第３番目の駆動電圧パルスＰｗ（３）の立ち上がり時点Ｔ３１となっている。
【００５１】
次に、第３番目の駆動電圧パルスＰｗ（３）と、次の１画素印字のための第１番目の駆動電圧パルスＰｗ（４）のパルス間隔Ｐｗｉ３も、第３目のインク液滴吐出後における振動板電極１１９の残留振動波形が正側から負側に切り替わるゼロクロス点（変位零の中立位置）に、第１番目の駆動電圧パルスＰｗ（４）の立ち上がり時点Ｔ４１（印加開始時点）が一致するように、パルス間隔Ｐｗｉ３が定められている。
【００５２】
ここで、第１番目および第２番目のパルス間隔Ｐｗｉ１、Ｐｗｉ２に含まれる振動板電極の残留振動波形の山の数は「２」であるが、第３番目のパルス間隔Ｐｗｉ３に含まれる残留振動波形の山の数を１個多い「３」となるように、当該パルス間隔Ｐｗｉ３が定められている。山の数が２個以上多くなるようにパルス間隔Ｐｗｉ３を定めても良い。すなわち、パルス間隔Ｐｗｉ１、Ｐｗｉ２に含まれる残留振動波形の山の数をＮ（Ｎは正の整数）とすると、最後の第３番目のパルス間隔Ｐｗｉ３に含まれる残留振動波形の山の数が（Ｎ＋α）（αは正の整数）となるように、パルス間隔Ｐｗｉ３を定めればよい。
【００５３】
次に、上記のように駆動電圧パルスＰｗのパルス間隔Ｐｗｉ１〜Ｐｗｉ３を決定するために、本例では、静電式インクジェットヘッド１１０の出荷前の段階などにおいて、製造ロット毎にサンプリングを行い、インク液滴吐出後の振動板電極１１９の残留振動周波数あるいは残留振動周期を計測あるいは算出している。そして、計測あるいは算出された固有周期あるいは固有振動数に基づき、静電式インクジェットヘッド毎に最適な第１ないし第３番目のパルス間隔Ｐｗｉ１、Ｐｗｉ２およびＰｗｉ３をそれぞれ個別に決定している。
【００５４】
また、本例のヘッド基板８には、図３に示すように、静電式インクジェットヘッド１１０のパルス間隔ランク識別回路１１が搭載されている。インクジェットヘッド制御部２には、パルス間隔ランク識別回路１１によって指定されるランクを判別するパルス間隔判別回路１２が搭載されている。静電式インクジェットヘッド１１０の出荷前の段階などにおいて計測あるいは算出された固有周期に基づき、パルス間隔ランク識別回路１１を外部から操作することにより、駆動電圧パルス信号Ｖ３における１画素形成用の各パルス間隔のランクが設定される。
【００５５】
例えば、図８に示すように、均等幅の各固有周期の区分毎に予めパルス間隔が割り当てられたテーブル１３が用意されており、計測あるいは算出された固有周期に対応するランク番号２０１〜３２４が、第１番目ないし第３番目のパルス間隔に対応付けした形態で、パルス間隔ランク識別回路１１に設定される。インクジェットヘッド駆動制御装置１は、パルス間隔ランク判別回路１２により、パルス間隔ランク識別回路１１に設定されている３種類のランクを読み込み、これに基づき、第１番目ないし第３番目のパルス間隔Ｐｗｉ１〜Ｐｗｉ３を設定している。
【００５６】
また、図９に示すように、静電式インクジェットヘッド１１０の本体側面１１０ａなどの部位に、割り当てられたパルス間隔ランクが印刷される。最も左側の数字「２３８」が第１番目のパルス間隔Ｐｗｉ１のランクであり、次の数字「２３６」が第２番目のパルス間隔Ｐｗｉ２であり、最も左の数字「３１１」が第３番目のパルス間隔ｐｗｉ３である。また、これらの数字の下側位置には、製造ロット番号「ＡＢ−０４０２２６」が印刷されている。なお、このようにランクが印刷あるいは表示されている場合には、パルス間隔ランク判別回路１２、パルス間隔ランク識別回路１１を省略し、ディップスイッチなどにより、インクジェットヘッド駆動制御装置１に印刷されている各ランクを設定するようにしてもよい。
【００５７】
なお、図１０（ａ）に示すように、本例では、多ショット／画素印字の場合には、先頭の吐出タイミングを基準として階調表現を行うようにしている。従って、インク液滴の吐出回数に拘わりなく、１画素印字における１回目のインク液滴の吐出は先頭の吐出タイミングで行われ、２回目のインク液滴の吐出は２番目の吐出タイミングで行われ、３回目のインク液滴の吐出は３番目の吐出タイミングで行われる。よって、各吐出タイミングにおける駆動電圧パルスのパルス幅Ｐｗｂ（１）〜Ｐｗｂ（３）をそれぞれ別個に適切な値に設定できる。
【００５８】
これに対して、図１０（ｂ）に示すように、多ショット／画素印字を最後の吐出タイミングを基準として階調表現を行う場合には、各吐出タインミングで何番目のインク液滴の吐出が行われるのかが、各階調毎に異なってしまう。これでは、各吐出タイミングでの駆動電圧パルスのパルス幅Ｐｗｂを一律に規定できない。また、静電式インクジェットヘッドでは振動板電極１１９を共通電極として用いているので、同一の吐出タイミングでインクノズル毎に異なるパルス幅の駆動電圧パルスを印加することができない。よって、後端の吐出タイミングを基準とする場合には、各駆動電圧パルスのパルス幅を適切に設定することが不可能である。
【００５９】
次に、本例では、図５に示すように、正逆交互通電により駆動電圧パルスを印加している。正逆交互通電の場合には、通電方向（電界方向）によってもパルス幅特性が異なる。すなわち、インク吐出速度、インク吐出質量が最大となるパルス幅が異なる場合がある。この場合には、電界方向に応じて、駆動電圧パルスＰｗのパルス幅Ｐｗｂを変更することが望ましい。本例の場合には、逆、正、逆により駆動電圧パルスが印加されるので、１番目および３番目の駆動電圧パルスのパルス幅を同一とし、２番目の駆動電圧パルスのパルス幅を異なる幅にすればよい。
【００６０】
勿論、多ショット／画素印字の場合に、１番目、２番目、３番目の駆動電圧パルスのパルス幅を異なるものとする場合には、通電方向によるパルス幅特性も考慮して、各パルス幅を決定すればよい。
【００６１】
なお、静電式インクジェットヘッドの出荷時前の段階においてその固有周期を計測あるいは算出する方法としては次ような方法を採用することができる。
（１）振動板電極１１９および固定側電極１２１の間の静電容量の変化に起因して変動する電流波形を測定し、これに基づき算出する方法。
（２）駆動電圧パルスＰｗのパルス間隔Ｐｗｉとインクノズルから吐出されるインク質量の関係を測定し、この関係に基づき算出する方法。
（３）駆動電圧パルスＰｗのパルス間隔Ｐｗｉとインクノズルから吐出されるインクの吐出速度の関係を測定し、この関係に基づき算出する方法。
（４）振動板電極１１９および固定側電極１２１の間の静電容量の変化に起因して変動する電圧波形を測定し、これに基づき算出する方法。
【００６２】
（その他の実施の形態）
上記の実施の形態は３ショット／画素印字を行う場合の例であるが、本発明は、３ショット以外のショット数で１画素印字を行う場合における各パルス間隔の設定にも同様に適用できる。
【００６３】
また、インクジェットプリンタの側においてｎショット／画素印字の駆動周期Ｔが定まっている場合には、最後のショットのための駆動電圧パルスと次の１画素印字のための最初の駆動電圧パルスとの間のパルス間隔Ｐｗｉ（ｎ）は、駆動周期Ｔから残留振動波形に基づき定めた各パルス間隔Ｐｗｉ１〜Ｐｗｉ（ｎ−１）の合計を減算した値とすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明を適用したインクジェットプリンタを示す概略構成図である。
【図２】図１のインクジェットプリンタの静電式インクジェットヘッドの構成例を示す概略断面図である。
【図３】図１のインクジェットプリンタの制御系を中心に示す概略ブロック図である。
【図４】図３におけるヘッドドライバＩＣの内部構成を示す概略ブロック図である。
【図５】図１のインクジェットプリンタにおける１〜３ショット／画素による印字動作時における各部の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図６】図１のインクジェットプリンタにおける駆動電圧パルスの電圧波形を示す波形図である。
【図７】図１のインクジェットプリンタにおける駆動電圧パルスのパルス間隔と振動板電極の挙動（残留変位）との関係を示す説明図である。
【図８】図１のインクジェットプリンタにおける３ショット／画素印字の場合のパルス間隔とランク番号の対応テーブルの例を示す説明図である。
【図９】パルス間隔のランク番号が印刷された静電式インクジェットヘッドの側面部分の例を示す説明図である。
【図１０】多ショット／画素印字の場合における先頭基準による駆動が有利であることを示すための説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  インクジェットヘッド駆動制御装置、２  インクジェットヘッド制御部、６  駆動パルス発生回路、８  ヘッド基板、９  ヘッドドライバＩＣ、１１  パルス間隔ランク識別回路、１２  パルス間隔ランク判別回路、１００  インクジェットプリンタ、１０５  キャリッジ、１１０  インクジェットヘッド、１１５  インクノズル、１１６  インク室、１１７  インクオリフィス、１１８  共通インク室、１１９  振動板電極、１２１  個別電極（固定側電極）、Ｖ３  印字用の駆動電圧パルス信号、Ｐｗ  駆動電圧パルス、Ｐｗｉ、ＰＷｉ１、Ｐｗｉ２、Ｐｗｉ３  駆動電圧パルスＰｗのパルス間隔（周期）、Ｐｗｂ  駆動電圧パルスＰｗのパルス幅、ＬＰ  制御信号、ＲＥＶ  極性反転制御信号
【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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【図１０】
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