(57)【要約】【課題】印字パターンに係わらずインク滴の吐出速度と吐出体積を均一化する。【解決手段】駆動信号出力部は、ノズルからインク滴が吐出する圧力振動をそのノズルに対応した圧力室に発生させるための吐出パルスを含む駆動信号をアクチュエータに出力する。吐出パルス数決定部は、印字データの階調値に基づいて吐出パルスの数を決定する。パルス付加判定部は、吐出パルスを含む駆動信号に、圧力振動を強めるための制御パルスを付加するか否かを判定する。駆動信号生成部は、パルス付加判定部で制御パルスを付加しないと判定された場合は、吐出パルス数決定部で決定された数の吐出パルスを含む駆動信号を生成し、制御パルスを付加すると判定された場合は、吐出パルス数決定部で決定された数より減じた数の吐出パルスを含む駆動信号を生成する。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料からなる隔壁によって隔てられて並設され、それぞれインクを吐出するためのノズルに連通する複数の圧力室の壁面にそれぞれ電極を配設し、この電極によって挟まれた前記隔壁が、その隔壁に接する２つの前記圧力室によって共有されるアクチュエータとなるインクジェットヘッドの駆動装置において、
前記ノズルからインク滴が吐出する圧力振動をそのノズルに対応した前記圧力室に発生させるための吐出パルスを含む駆動信号を前記アクチュエータに出力する駆動信号出力部と、
印字データの階調値に基づいて前記吐出パルスの数を決定する吐出パルス数決定部と、
前記吐出パルスを含む駆動信号に、前記圧力振動を強めるための制御パルスを付加するか否かを判定するパルス付加判定部と、
前記パルス付加判定部で前記制御パルスを付加しないと判定された場合は、前記吐出パルス数決定部で決定された数の吐出パルスを含む駆動信号を生成し、前記制御パルスを付加すると判定された場合は、前記吐出パルス数決定部で決定された数より減じた数の吐出パルスを含む駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
を具備することを特徴とするインクジェットヘッド駆動装置。
【請求項２】
前記パルス付加判定部は、インク滴を吐出する吐出ノズル及びこの吐出ノズルに隣接する隣接ノズルから直前に吐出されたインク滴の数に基づいて、前記制御パルスを付加するか否かを判定することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド駆動装置。
【請求項３】
前記階調値別に、基準となる階調値に対しては零の評価値を設定し、前記基準となる階調値よりも小さい階調値に対してはその値が小さくなればなるほど絶対値の大きい正の評価値を設定し、前記基準となる階調値よりも大きい階調値に対しては大きくなればなるほど絶対値の大きい負の評価値を設定する評価値テーブル、をさらに具備し、
前記パルス付加判定部は、複数サイクル前までの印字データの各階調値に対応する評価値を前記評価値テーブルから検出して合算し、その合計評価値が正であれば前記制御パルスを付加しないと判定し、負であれば前記制御パルスを付加すると判定することを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド駆動装置。
【請求項４】
前記駆動信号生成部は、前記吐出パルス数決定部で決定された数が“２”以上のとき、その数より“１”を減じた数の吐出パルスを含む駆動信号を生成することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド駆動装置。
【請求項５】
前記駆動信号出力部は、インク滴を突出するノズルの圧力室に対応したアクチュエータに対する第１の駆動信号と、前記インク滴を吐出するノズルの両側に隣接する２つのノズルの各圧力室に対応したアクチュエータに対する第２，第３の駆動信号とを出力し、
前記駆動信号生成部は、前記パルス付加判定部で前記制御パルスを付加しないと判定された場合は、前記制御パルスに続いて前記吐出パルス数決定部で決定された数の吐出パルスを含む駆動信号を前記第１の駆動信号として生成するとともに、前記制御パルスに続いて前記吐出パルスにより発生した圧力振動をインク滴の吐出後に減衰させるためのキャンセル信号を含む駆動信号を前記第２，第３の駆動信号として生成することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド駆動装置。
【請求項６】
圧電材料からなる隔壁によって隔てられて並設され、それぞれインクを吐出するためのノズルに連通する複数の圧力室の壁面にそれぞれ電極を配設し、この電極によって挟まれた前記隔壁が、その隔壁に接する２つの前記圧力室によって共有されるアクチュエータとなるインクジェットヘッドの駆動方法において、
吐出パルス数決定部が、印字データの階調値に基づいて前記ノズルからインク滴が吐出する圧力振動をそのノズルに対応した前記圧力室に発生させるための吐出パルスの数を決定し、
パルス付加判定部が、前記吐出パルスを含む駆動信号に前記圧力振動を強めるための制御パルスを付加するか否かを判定し、
駆動信号生成部が、前記制御パルスを付加しないと判定された場合は、前記印字データの階調値に基づいて決定された数の吐出パルスを含む駆動信号を生成し、前記制御パルスを付加すると判定された場合は、前記印字データの階調値に基づいて決定された数より減じた数の吐出パルスを含む駆動信号を生成して、前記吐出パルスを含む駆動信号を前記アクチュエータに出力することを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項７】
前記吐出パルスを含む駆動信号に前記制御パルスを付加するか否かは、インク滴を吐出する吐出ノズル及びこの吐出ノズルに隣接する隣接ノズルから直前に吐出されたインク滴の数に基づいて判定することを特徴とする請求項６記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、隣接する圧力室とアクチュエータを共有するシェアードウォール型インクジェットヘッドの駆動装置及び駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電部材の剪断変形を利用して、ノズルからインク滴を吐出させるインクジェットヘッドが知られている。このようなインクジェットヘッドは、接着固定した２枚の圧電部材に切削加工により形成した複数の溝と、インク供給口を備えた天板と、ノズルプレートとから構成されている。溝と天板及びノズルプレートとで囲われる空間は、インクの吐出圧力を発生する圧力室となる。隣接する圧力室で共有される隔壁には電極が備えられており、この電極に駆動パルス電圧が印加されると、隔壁は、インク吐出圧力を発生させるアクチュエータとして動作する。このようなインクジェットヘッドは、いわゆるシェアードウォール型インクジェットヘッドと呼ばれ、主にインクジェットプリンタに用いられる。シェアードウォール型インクジェットヘッドは、ノズルから諧調に応じて１または複数のインク滴を吐出させる制御を行うことで、いわゆるマルチドロップ方式の階調印字を行うことが可能である。
【０００３】
シェアードウォール型インクジェットヘッドは、ノズルから吐出されるインク滴の速度が、直前の隣接ノズルあるいは自ノズルの駆動履歴に応じて低下し、インク滴の着弾位置が乱れるという課題がある。このような課題を解決するために、直前の印字パターンに応じて、インク滴の吐出速度が均一化するように吐出速度を変化させるようにしたインクジェットヘッドの駆動技術は既に知られている。この技術は、直前の印字パターンからインク吐出速度が減少する場合に、インク吐出前にインクが吐出しない程度の制御パルスをインク吐出対象である圧力室の電極に印加して、インク吐出速度を増加させるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１６２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、インク吐出前に制御パルスを発生させることによって、インク吐出速度を増加させ、インク滴の吐出速度を均一化することはできる。しかしながら、インク滴の吐出速度が低下すると、インク滴の吐出体積が増加する傾向がある。それに加えて、制御パルス電圧が圧力室の電極に印加されると、その後の駆動パルス電圧に印加により吐出されるインク滴の吐出体積は大きくなる。このため、制御パルスを発生させることでインク滴の吐出速度は均一化するものの、吐出体積のばらつきが大きくなり、高品質の印字ができないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態によれば、圧電材料からなる隔壁によって隔てられて並設され、それぞれインクを吐出するためのノズルに連通する複数の圧力室の壁面にそれぞれ電極を配設し、この電極によって挟まれた前記隔壁が、その隔壁に接する２つの前記圧力室によって共有されるアクチュエータとなるインクジェットヘッドの駆動装置は、駆動信号出力部と、吐出パルス数決定部と、パルス付加判定部と、駆動信号生成部とを備える。駆動信号出力部は、ノズルからインク滴が吐出する圧力振動をそのノズルに対応した圧力室に発生させるための吐出パルスを含む駆動信号をアクチュエータに出力する。吐出パルス数決定部は、印字データの階調値に基づいて吐出パルスの数を決定する。パルス付加判定部は、吐出パルスを含む駆動信号に、圧力振動を強めるための制御パルスを付加するか否かを判定する。駆動信号生成部は、パルス付加判定部で制御パルスを付加しないと判定された場合は、吐出パルス数決定部で決定された数の吐出パルスを含む駆動信号を生成し、制御パルスを付加すると判定された場合は、吐出パルス数決定部で決定された数より減じた数の吐出パルスを含む駆動信号を生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態におけるインクジェットヘッドの斜視図。
【図２】同インクジェットヘッドにおけるヘッド基板の平面図。
【図３】同ヘッド基板の縦断面図。
【図４】同ヘッド基板の横断面図。
【図５】同インクジェットヘッドに搭載されたドライバＩＣの要部構成を示すブロック図。
【図６】同ドライバＩＣが備える評価値テーブルの構成図。
【図７】同ドライバＩＣが備える演算部の主要なデータ処理手順を示す流れ図。
【図８】本実施形態において、駆動チャンネルからインクを吐出させない場合の駆動波形図。
【図９】本実施形態において、制御パルスの電圧を駆動チャンネルのアクチュエータに印加せずに駆動チャンネルからインクを４ドロップ吐出させる場合の駆動波形図。
【図１０】本実施形態において、制御パルスの電圧を駆動チャンネルのアクチュエータに印加するとともに駆動チャンネルからインクを４ドロップ吐出させる場合の駆動波形図。
【図１１】本実施形態において、制御パルスの電圧を駆動チャンネルのアクチュエータに印加する場合の駆動チャンネルと両隣接チャンネルとの１サイクル目の信号波形図。
【図１２】本実施形態において、印字パターン「２」の直後に、図４におけるノズル２a2から印字階調値“４”の印字を行う場合に、電極２１c1、電極２１a2、電極２１b2に供給される駆動波形図。
【図１３】本実施形態において、印字パターン「３」の直後に、図４におけるノズル２a2から印字階調値“４”の印字を行う場合に、電極２１c1、電極２１a2、電極２１b2に供給される駆動波形図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、シェアードウォール型インクジェットヘッドの駆動装置及び駆動方法の一実施形態について、図面を用いて説明する。
【０００９】
図１は、インクジェットヘッド１の斜視図である。インクジェットヘッド１は、インクを吐出するノズル２を備えたヘッド基板３と、駆動信号を発生するドライバＩＣ４を搭載したヘッド駆動部５と、インク供給口６とインク排出口７とを備えたマニホールド８とで構成する。
【００１０】
インクジェットヘッド１は、インク供給手段であるインク供給口６から供給されたインクを、ドライバＩＣ４で発生させた駆動信号に応じて、ノズル２から吐出する。また、インクジェットヘッド１は、インク供給口６から流入したインクのうち、ノズル２から吐出しなかったインクを、インク排出口７から排出する。
【００１１】
図２は、ヘッド基板３の平面図である。また、図３は、図２に示すヘッド基板３のＡ−Ａ縦断面図であり、図４は図３に示すヘッド基板３のＢ−Ｂ横断面図である。ヘッド基板３は、圧電部材１４と、ベース基板１５と、ノズルプレート１６と、枠部材１７とで構成する。
【００１２】
ヘッド基板３は、ベース基板１５を基礎とし、このベース基板１５の上に圧電部材１４を接合する。またヘッド基板３は、圧電部材１４を囲うように枠部材１７をベース基板１５上に接合する。さらにヘッド基板３は、枠部材１７の上にノズルプレート１６を接着する。そしてヘッド基板３は、ベース基板１５と圧電部材１４とノズルプレート１６とで囲まれた中央部の空間によりインク供給路１８を形成する。またヘッド基板３は、ベース基板１５と圧電部材１４と枠部材１７とノズルプレート１６とで囲まれた周辺部の空間によりインク排出路１９を形成する。
【００１３】
圧電部材１４は、板厚方向に沿って互いに方向が反対向きに分極された第１の圧電部材１４ａと第２の圧電部材１４ｂとを積層してなる。圧電部材１４は、インク供給路１８からインク排出路１９へ繋がる複数の長溝２６を並列に形成する。そして、その各長溝２６の内面に、それぞれ電極２１を配置する。各長溝２６と、各長溝２６を覆うように圧電部材１４上に設けられたノズルプレート１６の裏面とで囲まれた空間が圧力室２４となる。そして、各圧力室２４に１対１で対応してノズル２が連通している。
【００１４】
ベース基板１５は、各圧力室２４の内面にそれぞれ形成された各電極２１とドライバＩＣ４とを電気的に接続するための配線電極２０を形成する。つまり各電極２１は、それぞれ配線電極２０を介してドライバＩＣ４に接続する。
【００１５】
ベース基板１５は、インク供給路１８に連通するインク供給穴２２と、インク排出路１９に連通するインク排出穴２３とを形成する。インク供給穴２２は、マニホールド８によりインク供給口６に流体的に接続する。インク排出穴２３は、マニホールド８によりインク排出口７に流体的に接続する。
【００１６】
ベース基板１５は、誘電率が小さく、かつ圧電部材１４との熱膨張率の差が小さい材料が望ましい。ベース基板１５は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの材料を用いる。本実施形態では、低誘電率のＰＺＴを用いる。
【００１７】
隣接する圧力室２４の間の隔壁を形成する圧電部材１４は、各圧力室２４に設けられた電極２１によって挟まれ、アクチュエータ２５を形成する。つまりドライバＩＣ４にて生成された駆動信号によりアクチュエータ２５に電界が印加されると、アクチュエータ２５は、第１の圧電部材１４ａと第２の圧電部材１４ｂとの接合部を頂部として「く」の字型に剪断変形する。このアクチュエータ２５の変形によって、圧力室２４の容積が変化し、圧力室２４の内部にあるインクが加圧される。加圧されたインクは、その圧力室２４に連通するノズル２から吐出する。
【００１８】
圧電部材１４は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）などを材料として用いる。本実施形態では、圧電定数の高いチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いる。
【００１９】
電極２１は、ニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）の２層構造である。電極２１は、メッキ法によって、長溝２６内に均一に成膜される。電極２１の形成方法として、メッキ法以外に、スパッタ法、蒸着法を用いることも可能である。圧力室２４は、深さ３００μｍ、幅８０μｍの形状で、１６９μｍのピッチで平行に配列されている。
【００２０】
ノズルプレート１６は、圧力室２４の長手方向の中央部から３周期毎にオフセットされた位置に、ノズル２を形成する。ノズルプレート１６は、ステンレスなどの金属材料や、単結晶シリコンなどの無機材料、ポリイミドフィルムなどの樹脂材料を用いる。本実施形態では、ポリイミドフィルムを用いる。
【００２１】
ノズル２は、ノズルプレート１６を圧電部材１４に接着した後に、エキシマレーザで孔加工を施すことにより形成される。ノズル２は、圧力室２４側の裏面側からインク吐出側の表面側に向けて先細りの形状になっている。ノズルプレート１６の材質がステンレスの場合、ノズル２はプレス加工で形成できる。ノズルプレート１６の材質が単結晶シリコンの場合、ノズル２はフォトリソグラフィーによるドライエッチングやウエットエッチングなどで形成できる。
【００２２】
以下では、１つのアクチュエータ２５と、このアクチュエータ２５が一方の側壁をなす圧力室２４と、その圧力室２４に練通するノズル２とを合わせた部分を、チャンネルと表記する。
【００２３】
各チャンネルは、“ａ”，“ｂ”，“ｃ”の３つのグループに分割される。具体的には、図４において、符号に“ａ”，“ｂ”，“ｃ”を付して示すように、あるチャンネルがグループ“ｂ”に属すると仮定すると、このチャンネルに対して一方の側に隣接するチャンネルがグループ“ａ”に属し、他方の側に隣接するチャンネルがグループ“ｃ”に属するように分割される。すなわち、２個おきのチャンネルは、真中のチャンネルと左右に隣接するチャンネルとの３つのチャンネルで１つの組となっている。換言すれば、各チャンネルは、ｎ個おきに（ｎ＋１）個の組に分割されている。
【００２４】
インクジェットヘッド１の駆動装置の中枢を担うドライバＩＣ４は、各チャンネルの圧力室２３に設けられた各電極２１に供給する駆動信号の１印字周期を、Ａサイクル，Ｂサイクル，Ｃサイクルの３つに分割する。そして、例えばＡサイクルの駆動信号はグループ“ａ”に属するチャンネルの電極２１ａに供給し、Ｂサイクルの駆動信号はグループ“ｂ”に属するチャンネルの電極２１ｂに供給し、Ｃサイクルの駆動信号はグループ“ｃ”に属するチャンネルの電極２１ｃに供給する。このように、隣接するチャンネルの電極２１が同じサイクルで給電されないように、ドライバＩＣ４は、駆動信号を各電極２１に供給する。すなわち、ドライバＩＣ４は、各チェンネルに対して、（ｎ＋１）個の組毎に、個々のチャンネルを時分割で駆動している。
【００２５】
駆動信号は、チャンネルからインク滴を吐出させるための吐出パルスを含む。吐出パルスが電極２１に印加されると、この電極２１を設けた圧力室２４の容積が変化し、この圧力室２４に連通するノズル２からインク滴が吐出される。ドライバＩＣ４は、駆動信号の１サイクル内で最大４つの吐出パルスを出力する。すなわちインクジェットヘッド１は、１サイクル内で、１チャンネルから最大４滴のインク滴を吐出可能である。各チャンネルの１サイクル内のインク滴の数、すなわちインクドロップ数を制御することにより、インクジェットヘッド１を備えたプリンタは、階調印字を行う。
【００２６】
以下では、１サイクルにおいてチャンネルからインク滴を吐出しないときの階調データを階調値０、インク滴を４滴吐出するときの階調データを階調値４と表記する。
【００２７】
図５は、ドライバＩＣ４の要部構成を示すブロック図である。ドライバＩＣ４は、階調データバッファ４１と、評価値テーブル４２と、演算部４３と、駆動信号出力部としての駆動信号発生回路４４とを備える。
【００２８】
ドライバＩＣ４は、外部、例えばインクジェットプリンタを制御するホストコンピュータから印字を行う画像の階調信号を受けると、その信号に基く階調データを階調データバッファ４１に保存する。外部から入力される階調情報を保存する階調情報保存部として機能する階調データバッファ４１は、少なくとも直近の３サイクル前までの印字の階調データを保持する。
【００２９】
評価値テーブル４２は、図６に示すように、階調値“０”から階調値“４”までの５つの階調値毎に、１サイクル前、２サイクル前及び３サイクル前の各評価値を予め設定する。
【００３０】
評価値は、階調値“２”のときを基準とする。前の印字の階調値が基準となる階調値“２”よりも小さいとき、すなわち吐出されたインクドロップ数が少ないときには、評価値は正となる。その値は、直前のサイクルほど大きい。また、吐出されたインクドロップ数が少なくなればなるほど、すなわち階調値が小さければ小さいほど、大きい値となる。逆に、前の印字の階調値が基準となる階調値“２”よりも大きいとき、すなわち吐出されたインクドロップ数が多いときには、評価値は負となる。その値は、直前のサイクルほど大きい。また、吐出されたインクドロップ数が多ければ多いほど、すなわち階調値が大きければ小さいほど、大きい値となる。
【００３１】
本実施形態では、基準となる階調値“２”に対しては、１サイクル前、２サイクル前及び３サイクル前の各評価値をいずれも“０”と設定する。そして、この階調値“２”よりも小さい階調値“１”に対しては、１サイクル前の評価値を“５”と設定し、２サイクル前の評価値を“３”と設定し、３サイクル前の評価値を“２”と設定する。さらに小さい階調値“０”に対しては、１サイクル前の評価値を“１０”と設定し、２サイクル前の評価値を“６”と設定し、３サイクル前の評価値を“４”と設定する。逆に、階調値“２”よりも大きい階調値“３”に対しては、１サイクル前の評価値を“−５”と設定し、２サイクル前の評価値を“−３”と設定し、３サイクル前の評価値を“−２”と設定する。さらに大きい階調値“４”に対しては、１サイクル前の評価値を“−１０”と設定し、２サイクル前の評価値を“−６”と設定し、３サイクル前の評価値を“−４”と設定する。
【００３２】
演算部４３は、印字サイクルのチャンネル毎に、図７の流れ図に示す手順の演算処理を実行する。先ず、演算部４３は、印字サイクルのチャンネル（駆動チャンネル）と、そのチャンネルの両側に隣接するチャンネル（隣接チャンネル）とについて、直近の３サイクル前までの印字の階調値を階調データバッファ４１から取得する（ＳＴ１）。
【００３３】
前述したように、駆動信号の１印字周期は、Ａサイクル，Ｂサイクル，Ｃサイクルの３つに分割される。そして駆動信号は、サイクル毎に隣り合う３つのチャンネルに時分割で供給される。したがって、ステップＳＴ１の処理においては、演算部４３は、駆動チャンネルに供給された３サイクル前の印字データの階調値と、一方の隣接チャンネルに供給された２サイクル前の印字データの階調値と、他方の隣接チャンネルに供給された１サイクル前の印字データの階調値との計３つの階調値を階調データバッファ４１から取得する。
【００３４】
次に、演算部４３は、評価値テーブル４２を参照して、取得した全ての階調値を評価値に変換する（ＳＴ２）。そして、演算部４３は、取得した全ての評価値を合算して、評価値の合計値を算出する（ＳＴ３）。例えば、１サイクル前の印字データの階調値が“１”であり、２サイクル前の印字データの階調値が“３”であり、３サイクル前の印字データの階調値が“４”であると仮定すると、１サイクル前の印字データの階調値は評価値“５”に変換され、２サイクル前の印字データの階調値は評価値“−３”に変換され、３サイクル前の印字データの階調値は評価値“−４”に変換されるので、演算部４３は、評価値の合計値“−２”を算出する。
【００３５】
次に、演算部４３は、評価値の合計値が負の値であるか否かを判断する（ＳＴ４：パルス付加判定部）。評価値の合計値が負の値でない、つまり“０”または正の値であるときには、直近の３サイクル前までの印字において、駆動チャンネルとその両側の隣接チャンネルとから吐出されたインク滴の数は比較的少ない。このとき、駆動チャンネルから吐出されるインク滴の吐出速度は安定している。このため、今回の印字サイクルにおいては、インクが吐出しない程度の制御パルスを駆動信号に付加する必要はない。
【００３６】
そこで、評価値の合計値が負の値でないときには（ＳＴ４のＮＯ）、演算部４３は、今回の印字サイクルにおいて、駆動チャンネルから吐出するインク滴の数を、階調信号に基く階調値と等しい数と設定する（ＳＴ５：吐出パルス数決定部）。すなわち、階調値が“０”であればインク滴の数も“０”と設定し、階調値が“１”であればインク滴の数も“１”と設定し、階調値が“２”であればインク滴の数も“２”と設定し、階調値が“３”であればインク滴の数も“３”と設定し、階調値が“４”であればインク滴の数も“４”と設定する。そして演算部４３は、この階調値に一致する数の吐出パルスを含む駆動信号の波形情報を駆動信号発生回路４４に出力する（ＳＴ９：駆動信号生成部）。
【００３７】
これに対し、評価値の合計値が負の値であるときには、直近の３サイクル前までの印字において、駆動チャンネルとその両側の隣接チャンネルとから吐出されたインク滴の数は比較的多い。このとき、駆動チャンネルから吐出されるインク滴の吐出速度は低下する。このため、今回の印字サイクルにおいては、インク滴の吐出速度を増加させるために、インク滴の吐出前にインクが吐出しない程度の制御パルスを駆動信号に付加する必要がある。
【００３８】
そこで、評価値の合計値が負の値であるときには（ＳＴ４のＹＥＳ）、演算部４３は、吐出パルスの駆動信号に制御パルスを付加する旨の情報を生成して一時記憶する（ＳＴ６）。次いで、演算部４３は、階調信号に基く階調値が“１”より大きいか否かを判断する（ＳＴ７）。
【００３９】
階調値が“１”または“０”の場合（ＳＴ７のＮＯ）、演算部４３は、今回の印字サイクルにおいて、駆動チャンネルから吐出するインクドロップ数を、階調信号に基く階調値と等しい数とする（ＳＴ５）。そして演算部４３は、制御パルスと、この階調値に一致する数の吐出パルスとを含む駆動信号の波形情報を駆動信号発生回路４４に出力する（ＳＴ９：駆動信号生成部）。
【００４０】
これに対し、階調値が“１”より大きい場合には（ＳＴ７のＹＥＳ）、演算部４３は、今回の印字サイクルにおいて、駆動チャンネルから吐出するインクドロップ数を、階調信号に基く階調値から“１”だけ減算した値と等しい数とする（ＳＴ８）。そして演算部４３は、制御パルスと、この階調値から“１”だけ減算した値に一致する数の吐出パルスとを含む駆動信号の波形情報を駆動信号発生回路４４に出力する（ＳＴ９：駆動信号生成部）。
【００４１】
駆動信号発生回路４４は、演算部４３から供給された波形情報のパルス波形を含む駆動信号を、ヘッド基板３に出力する。
【００４２】
図８，図９，図１０は、１印字サイクルにおいて、ドライバＩＣ４が駆動チャンネルとその両側の隣接チャンネルとに出力する駆動波形の一例を示す。図８は駆動チャンネルからインクを吐出させない場合であり、図９は制御パルスの電圧を駆動チャンネルのアクチュエータ２５に印加せずに駆動チャンネルからインクを４ドロップ吐出させる場合であり、図１０は、制御パルスの電圧を駆動チャンネルのアクチュエータ２５に印加するとともに駆動チャンネルからインクを３ドロップ吐出させる場合である。
【００４３】
図８，図９，図１０において、パルス波形３１は吐出パルスであり、パルス波形３２はキャンセル信号としてのキャンセルパルスであり、パルス波形３３は制御パルスである。吐出パルス３１は、インク滴を吐出するための圧力振動を発生させるパルスである。キャンセルパルス３２は、吐出パルス３１により発生した圧力振動をインク滴の吐出後に減衰させるためのパルスである。制御パルス３３は、インク滴を吐出させる圧力振動を強めるためのパルスである。
【００４４】
図８に示すように、駆動チャンネルからインクを吐出させない場合には、駆動チャンネルと両隣接チャンネルに対していずれも、１ドロップ目の直前に制御パルス３３を出力し、以後、１ドロップ目から４ドロップ目まで周期的にキャンセルパルス３２を出力する。
【００４５】
図９に示すように、制御パルスの電圧を駆動チャンネルのアクチュエータ２５に印加せずに駆動チャンネルからインクを４ドロップ吐出させる場合には、先ず、駆動チャンネルと両隣接チャンネルとに対して１ドロップ目の直前に制御パルス３３を出力し、その後、駆動チャンネルに対しては、１ドロップ目から４ドロップ目まで周期的に吐出パルス３１を出力し、両隣接チャネルに対しては１ドロップ目から４ドロップ目まで周期的にキャンセルパルス３２を出力する。キャンセルパルス３２は、吐出パルス３１が出力された後に出力する。
【００４６】
このように、駆動チャンネルとその両側の隣接チャンネルとに対して同時に制御パルス３３を出力することにより、駆動チャンネルのアクチュエータ２５には制御パルスの電圧が印加されない。
【００４７】
図１０に示すように、制御パルスの電圧を駆動チャンネルのアクチュエータ２５に印加するとともに駆動チャンネルからインクを３ドロップ吐出させる場合には、先ず、両隣接チャンネルに対して１ドロップ目の直前に制御パルス３３を出力し、駆動チャンネルに対しては制御パルス３３を出力しない。その後、駆動チャンネルに対しては、１ドロップ目から３ドロップ目まで周期的に吐出パルス３１を出力し、４ドロップ目はキャンセルパルス３２を出力する。一方、両隣接チャネルに対しては１ドロップ目から４ドロップ目まで周期的にキャンセルパルス３２を出力する。キャンセルパルス３２は、吐出パルス３１が出力された後に出力する。
【００４８】
このように、駆動チャンネルの両側の隣接チャンネルに対して同時に制御パルス３３を出力し、駆動チャンネルに対しては制御パルス３３を出力しないことにより、駆動チャンネルのアクチュエータ２５に制御パルスの電圧が印加される。そして、本実施形態では、駆動チャンネルのアクチュエータ２５に制御パルスの電圧する場合には、駆動チャンネルに対する吐出パルスのドロップ数を、階調値から定まる数に対して“１”だけ減じるように、つまりは駆動チャンネルから吐出されるインクドロップ数を“１”だけ減らすように補正する。
【００４９】
ここで、吐出パルス３１とキャンセルパルス３２と制御パルス３３のタイミングの詳細について、図１１を用いて説明する。図１１は、制御パルスの電圧を駆動チャンネルのアクチュエータ２５に印加する場合の駆動チャンネルと両隣接チャンネルとの１サイクル目信号波形図であり、駆動チャンネルに供給される信号から一方の隣接チャンネルに供給される信号を減算した信号の波形も示している。
【００５０】
図１１に示すように、駆動チャンネルに供給される吐出パルス３１の時間的中心と、その後に両隣接チャンネルに供給されるキャンセルパルス３２の時間的中心との時間間隔は“２ＡＬ”に設定されている。また、駆動チャンネルに供給される吐出パルス３１の時間的中心と、その前に両隣接チャンネルに供給される制御パルス３３の時間的中心との時間間隔は“１ＡＬ”に設定されている。ここで、文字列“ＡＬ”は、圧力室２４内のインクの主音響共振周期の１／２の時間を表す。  
このように、吐出パルス３１、キャンセルパルス３２、制御パルス３３のタイミングを設定することにより、最も各々のパルスの効果を高めることができる。
【００５１】
次に、直前の印字パターンの３サイクル分の階調値の組み合わせ例（パターン「１」〜パターン「９」）と、その印字パターンに対応する評価値の合計と、制御パルスの付加及びドロップ数補正の有無の関係を［表１］に示す。
【表１】
2012076453.tif 000003
【００５２】
印字パターン「１」は、３サイクル前の印字階調値が“０”、２サイクル前の印字階調値が“０”、１サイクル前の印字階調値が“０”の場合である。この場合、評価値テーブル４２の設定データにより、３サイクル前の印字階調値が“０”のときの評価値は“４”であり、２サイクル前の印字階調値が“０”のときの評価値は“６”であり、１サイクル前の印字階調値が“０”のときの評価値は“１０”であるから、評価値合計は“２０”となる。このように、評価値合計が正の値のとき、ドライバＩＣ４は、制御パルスを付加せず、かつインクドロップ数も補正しない。
【００５３】
印字パターン「２」は、３サイクル前の印字階調値が“２”、２サイクル前の印字階調値が“２”、１サイクル前の印字階調値が“２”の場合である。この場合、評価値テーブル４２の設定データにより、３サイクル前の印字階調値が“２”のときの評価値は“０”であり、２サイクル前の印字階調値が“２”のときの評価値は“０”であり、１サイクル前の印字階調値が“２”のときの評価値は“０”であるから、評価値合計は“０”となる。このように、評価値合計が負の値でないとき、ドライバＩＣ４は、制御パルスを付加せず、かつインクドロップ数も補正しない。
【００５４】
印字パターン「３」は、３サイクル前の印字階調値が“４”、２サイクル前の印字階調値が“４”、１サイクル前の印字階調値が“４”の場合である。この場合、評価値テーブル４２の設定データにより、３サイクル前の印字階調値が“４”のときの評価値は“−４”であり、２サイクル前の印字階調値が“４”のときの評価値は“−６”であり、１サイクル前の印字階調値が“４”のときの評価値は“−１０”であるから、評価値合計は“−２０”となる。このように、評価値合計が負の値のとき、ドライバＩＣ４は、制御パルスを付加し、かつインクドロップ数も補正する。
【００５５】
印字パターン「４」は、３サイクル前の印字階調値が“０”、２サイクル前の印字階調値が“２”、１サイクル前の印字階調値が“４”の場合である。この場合、評価値テーブル４２の設定データにより、３サイクル前の印字階調値が“０”のときの評価値は“４”であり、２サイクル前の印字階調値が“２”のときの評価値は“０”であり、１サイクル前の印字階調値が“４”のときの評価値は“−１０”であるから、評価値合計は“−６”となる。このように、評価値合計が負の値のとき、ドライバＩＣ４は、制御パルスを付加し、かつインクドロップ数も補正する。
【００５６】
印字パターン「５」は、３サイクル前の印字階調値が“２”、２サイクル前の印字階調値が“４”、１サイクル前の印字階調値が“０”の場合である。この場合、評価値テーブル４２の設定データにより、３サイクル前の印字階調値が“２”のときの評価値は“０”であり、２サイクル前の印字階調値が“４”のときの評価値は“−６”であり、１サイクル前の印字階調値が“０”のときの評価値は“１０”であるから、評価値合計は“４”となる。このように、評価値合計が正の値のとき、ドライバＩＣ４は、制御パルスを付加せず、かつインクドロップ数も補正しない。
【００５７】
印字パターン「６」は、３サイクル前の印字階調値が“４”、２サイクル前の印字階調値が“０”、１サイクル前の印字階調値が“２”の場合である。この場合、評価値テーブル４２の設定データにより、３サイクル前の印字階調値が“４”のときの評価値は“−４”であり、２サイクル前の印字階調値が“０”のときの評価値は“６”であり、１サイクル前の印字階調値が“２”のときの評価値は“０”であるから、評価値合計は“２”となる。このように、評価値合計が正の値のとき、ドライバＩＣ４は、制御パルスを付加せず、かつインクドロップ数も補正しない。
【００５８】
印字パターン「７」は、３サイクル前の印字階調値が“０”、２サイクル前の印字階調値が“４”、１サイクル前の印字階調値が“２”の場合である。この場合、評価値テーブル４２の設定データにより、３サイクル前の印字階調値が“０”のときの評価値は“４”であり、２サイクル前の印字階調値が“４”のときの評価値は“−６”であり、１サイクル前の印字階調値が“２”のときの評価値は“０”であるから、評価値合計は“−２”となる。このように、評価値合計が負の値のとき、ドライバＩＣ４は、制御パルスを付加し、かつインクドロップ数も補正する。
【００５９】
印字パターン「８」は、３サイクル前の印字階調値が“２”、２サイクル前の印字階調値が“０”、１サイクル前の印字階調値が“４”の場合である。この場合、評価値テーブル４２の設定データにより、３サイクル前の印字階調値が“２”のときの評価値は“０”であり、２サイクル前の印字階調値が“０”のときの評価値は“６”であり、１サイクル前の印字階調値が“４”のときの評価値は“−１０”であるから、評価値合計は“−４”となる。このように、評価値合計が負の値のとき、ドライバＩＣ４は、制御パルスを付加し、かつインクドロップ数も補正する。
【００６０】
印字パターン「９」は、３サイクル前の印字階調値が“４”、２サイクル前の印字階調値が“２”、１サイクル前の印字階調値が“０”の場合である。この場合、評価値テーブル４２の設定データにより、３サイクル前の印字階調値が“４”のときの評価値は“−４”であり、２サイクル前の印字階調値が“２”のときの評価値は“０”であり、１サイクル前の印字階調値が“０”のときの評価値は“１０”であるから、評価値合計は“６”となる。このように、評価値合計が正の値のとき、ドライバＩＣ４は、制御パルスを付加せず、かつインクドロップ数も補正しない。
【００６１】
［表１］に示すように、本実施形態では、評価値の合計が負の場合には制御パルス３３の付加とインクドロップ数の補正を行い、評価値の合計が０以上の場合には制御パルス３３の付加とインクドロップ数補正を行わない。
【００６２】
図１２は、［表１］の印字パターン「２」の直後に、図４におけるノズル２a2から印字階調値“４”の印字を行う場合に、電極２１c1、電極２１a2、電極２１b2に供給される駆動波形を示す。
【００６３】
印字パターン「２」は、３サイクル前の印字階調値が“２”、２サイクル前の印字階調値が“２”、１サイクル前の印字階調値が“２”の場合である。このため、図１２において、３サイクル前のＡサイクルでは、駆動チャンネルの電極２１a2に２つの吐出パルス３１が出力され、２サイクル前のＢサイクルでは一方の隣接チャンネルの電極２１b2に２つの吐出パルス３１が出力され、１サイクル前のＣサイクルでは他方の隣接チャンネルの電極２１c1に２つの吐出パルス３１が出力されている。
【００６４】
［表１］に示すように、印字パターン「２」の直後は、ドライバＩＣ４は、制御パルスを付加せず、かつインクドロップ数も補正しない。すなわち、駆動チャンネルの両側壁をなすアクチュエータ２５c1，２５a2に制御パルス３３の電圧を印加しないようにするため、印字サイクル（Ａサイクル）の直前に各電極２１c1、２１a2、２１b2に制御パルス３３を出力する。そうすることにより、電極２１c1と電極２１a2と電極２１b2の電位が等しくなるので、アクチュエータ２５c1とアクチュエータ２５a2に制御パルス３３の電界が作用しない。さらに、インクドロップ数の補正を行わないので、印字サイクルでは、電極２１a2に対して階調値“４”に対応する数“４”の吐出パルス３１を出力して、４ドロップのインクを吐出させる。
【００６５】
図１３は、［表１］の印字パターン「３」の直後に、図４におけるノズル２a2から印字階調値“４”の印字を行う場合に、電極２１c1、電極２１a2、電極２１b2に供給される駆動波形を示す。
【００６６】
印字パターン「４」は、３サイクル前の印字階調値が“４”、２サイクル前の印字階調値が“４”、１サイクル前の印字階調値が“４”の場合である。このため、図１３において、３サイクル前のＡサイクルでは、駆動チャンネルの電極２１a2に４つの吐出パルス３１が出力され、２サイクル前のＢサイクルでは一方の隣接チャンネルの電極２１b2に４つの吐出パルス３１が出力され、１サイクル前のＣサイクルでは他方の隣接チャンネルの電極２１c1に４つの吐出パルス３１が出力されている。
【００６７】
［表１］に示すように、印字パターン「４」の直後は、ドライバＩＣ４は、制御パルスを付加し、かつインクドロップ数も補正する。すなわち、駆動チャンネルの両側壁をなすアクチュエータ２５c1，２５a2に制御パルス３３の電圧を印加するため、印字サイクル（Ａサイクル）の直前に両隣接チャンネルに対する電極２１c1、２１b2に制御パルス３３を出力する。駆動チャンネルに対する電極２１a2には、制御パルス３３を出力しない。そうすることにより、電極２１c1と電極２１a2との間、及び電極２１a2と電極２１b2との間に電位差が生じるので、アクチュエータ２５c1とアクチュエータ２５a2に制御パルス３３の電界が作用する。さらに、インクドロップ数の補正を行うので、印字サイクルでは、電極２１a2に対して階調値“４”から“１”を減じた数“３”の吐出パルス３１を出力して、３ドロップのインクを吐出させる。
【００６８】
このように、本実施形態では、制御パルス３３を発生させた場合で階調値が“２”以上の場合、インク吐出パルス３１の発生回数を階調値の数に対して“１”だけ少なくしている。その理由は、制御パルス３３を発生させるケースではインク滴の吐出体積も大きくなる傾向にあるが、制御パルス３３の印加により、さらに吐出体積が大きくなるためである。制御パルス３３をアクチュエータ２５に印加する場合にインクドロップ数を減じることで、制御パルス３３の印加に伴うインクドロップの吐出体積の増加をインクドロップ数の減少により補正し、選択的な制御パルス３３の印加に伴う吐出体積のバラつきを低減することができる。なお、インクドロップ数の補正は、補正後のインクドロップ数が最小１以上になるように行う。すなわち、階調値が“１”の場合はインクドロップ数の補正は行わない。
【００６９】
従来の技術では、制御パルス３３を印加する場合でもインクドロップ数の補正を行っていなかったので、直前の印字パターンに応じて選択的に制御パルス３３を印加すると、制御パルス３３を印加する場合にインク滴の吐出体積が増大して、制御パルス３３を用いない場合に比較して吐出体積のバラつきが大きくなっていた。
【００７０】
前述した印字パターン「１」〜「９」の各階調値組み合わせ例において、従来の形態、すなわち制御パルス３３によるインク吐出速度の補正なしのときのインク吐出体積とインク吐出速度のばらつきを［表２］に示す。
【表２】
2012076453.tif 000004
【００７１】
また、従来の別の形態、すなわち制御パルス３３によるインク吐出速度の補正はするが、インクドロップ数の補正を行わないときのインク吐出体積とインク吐出速度のばらつきを［表３］に示す。
【表３】
2012076453.tif 000005
【００７２】
さらに、本実施形態、つまりは制御パルス３３によるインク吐出速度の補正とともにインクドロップ数の補正を行うときのインク吐出体積とインク吐出速度のばらつきを［表４］に示す。
【表４】
2012076453.tif 000006
【００７３】
［表４］に示すように、本実施形態においては、直前の印字パターンの違いに伴う吐出体積及び吐出速度のバラつきは、各々、４．２ｐｌと５．３ｍ／ｓであった。それに対し、［表３］に示すように、制御パルスの制御を行うがインクドロップ数の補正を行わない従来技術の吐出体積及び吐出速度のバラつきは、各々、９．１ｐｌと５．３ｍ／ｓであった。また、［表２］に示すように、制御パルスの制御もインクドロップ数の補正も行わない従来技術の吐出体積及び吐出速度のバラつきは、各々、６．８ｐｌと７．９ｍ／ｓであった。
【００７４】
このように、本実施形態によれば、制御パルス補正と同時に吐出パルスの数を減算してインクドロップ数も補正するため、インク滴の吐出速度のばらつきも、吐出体積のばらつきも、従来技術に比べて小さくできることがわかる。すなわち、吐出速度と吐出体積の均一化を両立できるようになる。
【００７５】
以上の実施形態は、圧力室２４の一端にインク供給路１８があり、他端にインク排出路１９があり、圧力室２４の中央部にノズル２がある構成の場合について述べた。しかし、本発明の適用範囲はこれに限るものではなく、圧力室２４の一端にノズルがあり、他端にインク供給路があるものでも適用できる。
【００７６】
また、本実施形態では、吐出パル数の数を“１だけ減じてインクドロップ数を補正しているが、必要に応じて２以上のインクドロップ数を減じて、補正してもよいのはいうまでも無いことである。
【００７７】
この他、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
１…インクジェットヘッド、２…ノズル、３…ヘッド基板、４…ドライバＩＣ、５…ヘッド駆動部、１４…圧電部材、２１…電極、２４…圧力室、２５…アクチュエータ、４１…階調データバッファ、４２…評価値テーブル、４３…演算部、４４…駆動信号発生回路。
【図１】
2012076453.tif 000007
【図２】
2012076453.tif 000008
【図３】
2012076453.tif 000009
【図４】
2012076453.tif 000010
【図５】
2012076453.tif 000011
【図６】
2012076453.tif 000012
【図７】
2012076453.tif 000013
【図８】
2012076453.tif 000014
【図９】
2012076453.tif 000015
【図１０】
2012076453.tif 000016
【図１１】
2012076453.tif 000017
【図１２】
2012076453.tif 000018
【図１３】
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