(57)【要約】【課題】液滴吐出装置に使用される液体の粘度の上昇を抑えるために液体に対して与える微振動をより効率的に与えられるようにする。【解決手段】液滴吐出方法は、液滴吐出部に収容されるインクをインク滴として吐出する液滴吐出方法であって、液滴吐出部に収容されるインクの固有振動周期Ｔｃに基づく周期の微振動をインクに付与する微振動付与工程を含んでいる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴吐出部に収容される液体を液滴として吐出する液滴吐出方法であって、
前記液滴吐出部に収容される前記液体の固有振動周期に基づく周期の微振動を前記液体に付与する微振動付与工程を含んでいることを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項２】
前記周期が、前記固有振動周期の整数倍であることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出方法。
【請求項３】
前記液滴を吐出する際に発生する前記液体の残留振動に共振させるタイミングで、前記微振動を付与することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液滴吐出方法。
【請求項４】
液体を収容し、前記液体を液滴として吐出する液滴吐出部と、
前記液滴吐出部に収容される前記液体の固有振動周期に基づく周期の微振動を前記液体に付与する振動付与部と、を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項５】
前記液滴吐出部が、前記液体を吐出するノズルと、前記液体を収容し前記ノズルに連通する圧力室とを有し、
前記振動付与部が、前記圧力室内の前記液体に圧力変動を生じさせる圧力発生部と、前記圧力発生部の駆動を制御する制御部とを有し、
前記制御部が、前記圧力発生部を駆動して前記圧力室内の前記液体に圧力変動を生じさせることにより前記ノズルから前記液体を吐出させるための信号と、前記圧力発生部を駆動して前記圧力室内の前記液体に前記微振動を付与するための信号とを切り替えて、前記圧力発生部を制御することを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出方法および液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出装置としてのインクジェット式プリンターは、その技術革新が進み、様々な印刷（記録）媒体に対して様々な形態の印刷（記録）が可能になった。その結果、ポスター、看板、販促物、包装紙などの作成に対応する商業用途向けの中型プリンターや、製品の生産ラインに組み込む工業用途向けの大型プリンターなどに盛んに用いられるようになった。それに伴って、使用される液体（インク）も多様化し、それぞれの液体（インク）の仕様や特性に対応して、安定して印刷を行うことができる技術が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、紫外線硬化インクに対し、チキソトロピーによるインク粘度の上昇を抑えるために微振動信号を与える微振動信号発生手段を備えたインクジェット記録装置が記載されている。
また、特許文献２には、非ニュートン性の擬塑性流体に対し、該流体を低粘度とするズリ速度を与える信号によって制御された振動を該流体に付与するインクジェット方式の製膜装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１２４１２号公報
【特許文献２】特開２００４−１５４７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献に記載の装置は、いずれも、使用する際に、液体に対して常時微振動を与えている必要があるため、消費されるエネルギーが増大してしまうという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例または形態として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］  本適用例に係る液滴吐出方法は、液滴吐出部に収容される液体を液滴として吐出する液滴吐出方法であって、前記液滴吐出部に収容される前記液体の固有振動周期に基づく周期の微振動を前記液体に付与する微振動付与工程を含んでいることを特徴とする。
【０００８】
液滴吐出部に収容される液体の固有振動周期に基づく周期の微振動を液体に付与することにより、より効率的に液体を振動させることが可能となる。すなわち、本適用例によれば、使用する液体を振動させることにより、液体の粘度上昇を抑制することができ、またその際に消費されるエネルギーをより少なくすることができる。
【０００９】
［適用例２］  上記適用例に係る液滴吐出方法において、前記周期が、前記固有振動周期の整数倍であることを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、液体に付与する微振動の周期が、液滴吐出部に収容される液体の固有振動周期の整数倍であるため、液体が共振しやすくなる。すなわち、より少ないエネルギーで液体を効率的に振動させることができる。
【００１１】
［適用例３］  上記適用例に係る液滴吐出方法において、前記液滴を吐出する際に発生する前記液体の残留振動に共振させるタイミングで、前記微振動を付与することを特徴とする。
【００１２】
液滴を吐出する際に発生する液体の残留振動に共振させるタイミングで、微振動を付与することにより、より効率的に液体を振動させることが可能となる。すなわち、本適用例によれば、より少ないエネルギーで効率的に液体を振動させることができる。
【００１３】
［適用例４］  本適用例に係る液滴吐出装置は、液体を収容し、前記液体を液滴として吐出する液滴吐出部と、前記液滴吐出部に収容される前記液体の固有振動周期に基づく周期の微振動を前記液体に付与する振動付与部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、液滴吐出部に収容される液体の固有振動周期に基づく周期の微振動を液体に付与する振動付与部を備えているため、より効率的に液体を振動させることが可能となる。その結果、使用する液体を振動させることにより、液体の粘度上昇を抑制することができ、またその際に消費されるエネルギーをより少なくすることができる。
【００１５】
［適用例５］  上記適用例に係る液滴吐出装置において、前記液滴吐出部が、前記液体を吐出するノズルと、前記液体を収容し前記ノズルに連通する圧力室とを有し、前記振動付与部が、前記圧力室内の前記液体に圧力変動を生じさせる圧力発生部と、前記圧力発生部の駆動を制御する制御部とを有し、前記制御部が、前記圧力発生部を駆動して前記圧力室内の前記液体に圧力変動を生じさせることにより前記ノズルから前記液体を吐出させるための信号と、前記圧力発生部を駆動して前記圧力室内の前記液体に前記微振動を付与するための信号とを切り替えて、前記圧力発生部を制御することを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、液滴を吐出するための構成において、より効率的に液体の振動（液滴を吐出しない微振動）をさせることが可能であり、その結果、液体の粘度上昇を抑制することができ、またその際に消費されるエネルギーをより少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１に係る液滴吐出装置（プリンター）の全体構成を示すブロック図
【図２】プリンターの全体構成を示す斜視図
【図３】プリンタードライバーによる処理の説明図
【図４】ノズルの配列の例を示す説明図
【図５】液滴吐出ヘッドの要部断面図
【図６】インクを吐出させるための駆動信号を説明するためのタイミングチャート
【図７】実施例１における微振動の駆動信号を説明するためのタイミングチャート
【図８】実施例２における微振動の駆動信号を説明するためのタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明を具体化した実施形態について、図面を参照して説明する。以下は、本発明の一実施形態であって、本発明を限定するものではない。なお、以下の各図においては、説明を分かりやすくするため、実際とは異なる尺度で記載している場合がある。
【００１９】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る「液滴吐出装置」としてのプリンター１００の全体構成を示すブロック図である。また、図２は、プリンター１００の内部構成を示す斜視図である。
なお、図に付記するＸＹＺ軸において、プリンター１００はＸ−Ｙ平面上に設置されている。また、±Ｘ方向（Ｘ軸方向）を後述する走査方向、Ｙ方向を後述する搬送方向、Ｚ方向を高さ方向として説明する。
図１および図２を参照し、プリンター１００の基本構成について説明する。
【００２０】
＜液滴吐出装置（インクジェットプリンター）の基本構成＞
プリンター１００は、印刷媒体としての用紙１０に印刷用の「液体」（以下インクと言う）を吐出して所望の画像を印刷するインクジェット式プリンターである。
プリンター１００が行う印刷は、プリンター１００に接続されたパーソナルコンピューター１１０（以下ＰＣ１１０と言う）から受信する印刷ジョブ（印刷命令および印刷データ）に基づいて行われる。
【００２１】
プリンター１００は、搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０、検出器群５０、およびコントローラー６０などを有する。ＰＣ１１０から印刷データを受信したプリンター１００は、コントローラー６０によって各ユニット（搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０）を制御する。コントローラー６０は、ＰＣ１１０から受信した印刷データに基づいて、各ユニットを制御し、用紙１０に画像を印刷する。プリンター１００の駆動状況は、検出器群５０によって監視されており、監視状況（検出結果）をコントローラー６０に出力する。コントローラー６０は、検出器群５０からの検出結果に基づいて各ユニットを制御する。
【００２２】
印刷データは、例えば、デジタルカメラなどによって得られた一般的なＲＧＢのデジタル画像データやテキストデータなどを、ＰＣ１１０が備えるアプリケーションプログラムおよびプリンタードライバーによってプリンター１００で印刷できるように変換処理した画像形成（印刷）用のデータである。
【００２３】
搬送ユニット２０は、給紙ローラー２１、搬送モーター２２、搬送ローラー２３、プラテン２４、排紙ローラー２５などを備え、用紙１０を所定の搬送方向（図２に示すＹ方向）に移動させる機能を有する。給紙ローラー２１は、紙挿入口に挿入された用紙１０をプリンター１００の内部に給紙するためのローラーである。搬送ローラー２３は、給紙ローラー２１によって給紙された用紙１０を印刷可能な領域まで搬送するローラーであり、搬送モーター２２によって駆動される。プラテン２４は、印刷中の用紙１０を所定の高さに支持する。排紙ローラー２５は、用紙１０をプリンター１００の外部に排出するローラーであり、印刷可能な領域に対して搬送方向下流側に設けられている。
【００２４】
キャリッジユニット３０は、後述する液滴吐出ヘッド４１を所定の移動方向（図２に示すＸ軸方向、以下走査方向と言う）に往復移動（走査）させる機能を有する。キャリッジユニット３０は、キャリッジ３１と、キャリッジモーター３２などを有する。キャリッジ３１は、走査方向に往復移動可能であり、キャリッジモーター３２によって駆動される。また、キャリッジ３１は、インクを収容するインクカートリッジ６を着脱可能に保持している。
【００２５】
ヘッドユニット４０は、液滴吐出ヘッド４１および「制御部」としてのヘッド制御部４２を備え、用紙１０にインクを「液滴」（以下インク滴とも言う）として吐出する機能を有する。
液滴吐出ヘッド４１は、キャリッジ３１に搭載されており、キャリッジ３１が走査方向に移動することに伴って液滴吐出ヘッド４１も走査方向に移動する。液滴吐出ヘッド４１が走査方向に移動しながらインク滴を断続的に吐出することによって、走査方向に並ぶドットから構成されるドット列（ラスタライン）が用紙１０に形成される。
【００２６】
インク滴を吐出する方式（インクジェット方式）としては、好適例としてピエゾ方式を用いている。ピエゾ方式は、圧力室に貯留されたインクに圧電素子としてのピエゾ素子により印刷情報信号に応じた圧力を加え、圧力室に連通するノズルからインク滴を吐出（噴射）し印刷する方式である。
【００２７】
コントローラー６０は、インターフェイス部６１、ＣＰＵ６２、メモリー６３、ユニット制御部６４、駆動信号生成部６５などを備え。プリンター１００の全体の駆動制御を行う。
印刷を行う際、コントローラー６０は、走査方向に移動中の液滴吐出ヘッド４１から液滴としてのインクを吐出させる液滴吐出動作と、搬送方向に用紙１０を移動する搬送動作とを交互に繰り返し、複数のドットから構成される画像を用紙１０に印刷する。
【００２８】
インターフェイス部６１は、ＰＣ１１０とプリンター１００との間でデータの送受信を行う。
ＣＰＵ６２は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置である。
メモリー６３は、ＲＡＭやＥＥＰＲＯＭなどの記憶素子から成り、ＣＰＵ６２のプログラムを格納する領域や作業領域などを構成する。
ＣＰＵ６２は、メモリー６３に格納されているプログラムに従って、ユニット制御部６４を介して各ユニット（搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０）を制御する。
【００２９】
駆動信号生成部６５は、液滴吐出ヘッド４１が備えるピエゾ素子（後述する圧電素子７７）を駆動させる基本駆動信号（第１駆動信号ＣＯＭ１および第２駆動信号ＣＯＭ２）を生成する。ヘッドユニット４０（ヘッド制御部４２）は、コントローラー６０から送信されるヘッド制御信号と基本駆動信号に基づいて、各ノズルにそれぞれ対応するピエゾ素子を選択的に駆動させる。ヘッドユニット４０、およびヘッド制御信号、基本駆動信号については後述する。
【００３０】
検出器群５０には、リニア式エンコーダー、ロータリー式エンコーダー、紙検出センサー、光学センサーなどが含まれる（図示省略）。リニア式エンコーダーは、キャリッジ３１の走査方向の位置を検出する。ロータリー式エンコーダーは、搬送ローラー２３の回転量を検出する。紙検出センサーは、給紙中の用紙１０の先端の位置を検出する。光学センサーは、キャリッジ３１に取付けられている発光部と受光部とにより、キャリッジ３１によって移動しながら用紙１０の有無、端部位置、幅などを検出する。また、光学センサーは、用紙１０の先端（搬送方向下流側の端部であり、上端とも言う）や後端（搬送方向上流側の端部であり、下端とも言う）を検出する。
【００３１】
＜印刷処理のフロー＞
次に、プリンター１００による印刷処理のフローについて説明する。
コントローラー６０は、ＰＣ１１０から印刷命令および印刷データを受信すると、印刷データに含まれる各種コマンドの内容を解析し、各ユニット（搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０）を用いて、以下の処理を行う。
【００３２】
まず、コントローラー６０は、給紙ローラー２１を回転させ、印刷すべき用紙１０を搬送ローラー２３の駆動領域まで送る。次に、コントローラー６０は、搬送モーター２２を駆動させることによって搬送ローラー２３を回転させる。搬送ローラー２３が所定の回転量にて回転すると、用紙１０は所定の搬送量にて搬送される。
【００３３】
用紙１０がヘッドユニット４０の下部まで搬送されると、コントローラー６０は、印刷命令に基づいてキャリッジモーター３２を回転させる。このキャリッジモーター３２の回転に応じて、キャリッジ３１が走査方向に移動する。また、キャリッジ３１が移動することによって、キャリッジ３１に搭載された液滴吐出ヘッド４１も同時に走査方向に移動する。また、液滴吐出ヘッド４１が走査方向に移動している間に、コントローラー６０は、ヘッド制御信号と基本駆動信号に基づきピエゾ素子を駆動させる。これにより、液滴吐出ヘッド４１が走査方向に移動している間に、液滴吐出ヘッド４１から断続的にインク滴が吐出される。このインク滴が、用紙１０に着弾することによって、走査方向に複数のドットが並ぶドット列が形成される。
【００３４】
なお、移動する液滴吐出ヘッド４１からインクを吐出することによるドット形成動作のことをパスと言う。１つのパスは、１回の走査方向への移動に伴うドット形成を意味する。また、ノズル列からインクを吐出する動作をショットという。１つのショットでは、ノズル列（搬送方向に並ぶ複数のノズル）から吐出するインク滴によって、搬送方向に並ぶドットが形成される。
【００３５】
また、コントローラー６０は、液滴吐出ヘッド４１が走査方向に往復移動する合間に搬送モーター２２を駆動させる。搬送モーター２２は、コントローラー６０からの指令された駆動量に応じて搬送ローラー２３を回転させる。搬送ローラー２３が所定の回転量にて回転すると、用紙１０は所定の搬送量にて搬送される。このように、パスと搬送動作を交互に繰り返すことで、用紙１０にドット列で構成される画像が印刷される。
コントローラー６０は、搬送ローラー２３と同期して回転する排紙ローラー２５によって印刷が終了した用紙１０を排紙し印刷を完了する。
【００３６】
＜プリンタードライバーによる処理の概要＞
上記の印刷処理は、前述したように、プリンター１００に接続されたＰＣ１１０から印刷データが送信されることにより開始される。印刷データは、プリンタードライバーによって生成される。以下、プリンタードライバーによる処理について、図３を参照しながら説明する。図３は、プリンタードライバーによる処理の説明図である。
【００３７】
プリンタードライバーは、アプリケーションプログラムから画像データ（テキストデータ、イメージデータなど）を受け取り、プリンター１００が解釈できる形式の印刷データに変換し、印刷データをプリンター１００に出力する。アプリケーションプログラムからの画像データを印刷データに変換する際に、プリンタードライバーは、解像度変換処理、色変換処理、ハーフトーン処理、ラスタライズ処理、コマンド付加処理などを行う。
【００３８】
解像度変換処理は、アプリケーションプログラムから出力された画像データを、紙に印刷する際の解像度（印刷解像度）に変換する処理である。例えば、印刷解像度が７２０×７２０ｄｐｉに指定されている場合、アプリケーションプログラムから受け取ったベクター形式の画像データを、解像度７２０×７２０ｄｐｉのビットマップ形式の画像データに変換する。解像度変換処理後の画像データの各画素データは、マトリクス状に配置された画素から構成されている。各画素はＲＧＢ色空間の例えば２５６階調の階調値を有している。つまり、解像度変換後の画素データは、対応する画素の階調値を示すものである。
マトリクス状に配置された画素の内の、所定の方向に並ぶ１列分の画素に対応する画素データを、以下の説明では「ラスタデータ」と呼ぶことがある。なお、ラスタデータに対応する画素が並ぶ所定の方向は、画像を印刷するときの液滴吐出ヘッド４１の移動方向（走査方向）と対応している。
【００３９】
色変換処理は、ＲＧＢデータをＣＭＹＫ色系空間のデータに変換する処理である。ＣＭＹＫ色とは、濃シアン（Ｃ）、濃マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、濃ブラック（Ｋ）であり、ＣＭＹＫ色系空間の画像データは、プリンター１００が使用するインクの色に対応したデータである。従って、プリンター１００がＣＭＹＫ色系の１０種類のインクを使用する場合には、プリンタードライバーは、ＲＧＢデータに基づいて、ＣＭＹＫ色系の１０次元空間の画像データを生成する。
この色変換処理は、ＲＧＢデータの階調値とＣＭＹＫ色系データの階調値とを対応づけたテーブル（色変換ルックアップテーブルＬＵＴ）に基づいて行われる。なお、色変換処理後の画素データは、ＣＭＹＫ色系空間により表される２５６階調のＣＭＹＫ色系データである。
【００４０】
ハーフトーン処理は、高階調数（２５６階調）のデータを、プリンター１００が形成可能な階調数のデータに変換する処理である。このハーフトーン処理により、２５６階調を示すデータが、２階調を示す１ビットデータや４階調を示す２ビットデータに変換される。ハーフトーン処理後の画像データは、１ビットまたは２ビットのデータであり、この画素データは各画素でのドットの形成（ドットの有無、ドットの大きさ）を示すデータになる。
例えば２ビット（４階調）の場合、ドット階調値［００］に対応するドットなし、ドット階調値［０１］に対応する小ドットの形成、ドット階調値［１０］に対応する中ドットの形成、および、ドット階調値［１１］に対応する大ドットの形成のように４段階に変換される。その後、各ドットのサイズについてドット生成率が決められた上で、ディザ法・γ補正・誤差拡散法などを利用して、プリンター１００がドットを分散して形成するように画素データが作成される。
【００４１】
ラスタライズ処理は、マトリクス状に並ぶ画素データを、印刷時のドット形成順序に従って並べ替える処理である。例えば、印刷時に数回に分けてドット形成処理が行われる場合、各ドット形成処理に対応する画素データをそれぞれ抽出し、ドット形成処理の順序に従って並べ替える。なお、印刷方式が異なれば印刷時のドット形成順序が異なるので、印刷方式に応じてラスタライズ処理が行われることになる。
【００４２】
コマンド付加処理は、ラスタライズ処理されたデータに、印刷方式に応じたコマンドデータを付加する処理である。コマンドデータとしては、例えば媒体の搬送速度を示す搬送データなどがある。
【００４３】
これらの処理を経て生成された印刷データは、プリンタードライバーによりプリンター１００に送信される。
【００４４】
＜ヘッド（ノズル列）＞
図４は、液滴吐出ヘッド４１の下面におけるノズルの配列の例を示す説明図である。図４に示すように、液滴吐出ヘッド４１の下面には、ブラックインクノズル列Ｋ、シアンインクノズル列Ｃ、マゼンタインクノズル列Ｍ、イエローインクノズル列Ｙ、グレーインクノズル列ＬＫ、ライトシアンインクノズル列ＬＣなどの複数のノズル列が走査方向（Ｘ軸方向）に並んで形成されている。各ノズル列は、各色のインクを吐出するための吐出口であるノズルを複数個（図４に示す例では４００個）備えている。
【００４５】
各ノズル列の複数のノズルは、搬送方向（Ｙ軸方向）に沿って、一定の間隔（ノズルピッチ）でそれぞれ整列して並んでいる。図４において、各ノズル列のノズルは、下流側のノズルほど若い番号が付されている（♯１〜♯４００）。つまり、ノズル♯１は、ノズル♯４００よりも搬送方向の下流側に位置している。各ノズルには、各ノズルを駆動してインク滴を吐出させるための駆動素子（前述したピエゾ素子）が設けられている。
【００４６】
図５は、液滴吐出ヘッド４１の要部断面図である。
液滴吐出ヘッド４１は、振動板７１と、この振動板７１を変位させる「圧力発生部」としての圧電式のアクチュエーター７２と、内部にインクが充填され振動板７１の変位により内部の圧力が増減する「圧力室」としてのキャビティ７３と、このキャビティ７３に連通しキャビティ７３内の圧力の増減によりインクを液滴として吐出するノズル７４とを少なくとも備えている。本実施形態において、「液滴吐出部」は、ノズル７４とキャビティ７３とによって構成されている。
【００４７】
ノズル７４はノズルプレート７５に形成され、ノズルプレート７５と振動板７１とによって挟まれるように位置するキャビティ基板７６により、キャビティ７３およびこれにインク供給口８３を介して連通するリザーバ７８とが形成されている。リザーバ７８は、インク流路（図示省略）を介してインクカートリッジ６（図２参照）に連通している。
【００４８】
アクチュエーター７２は、対向して配置される櫛歯状の電極７９ａ，７９ｂと、その電極７９ａ，７９ｂの各櫛歯と交互に積層配置される圧電素子７７（ピエゾ素子）とからなる。また、アクチュエーター７２は、図５に示すように、その一方の端部が液滴吐出ヘッド４１の筐体８０に固定された固定板８１に固定され、他方の端部が接合板８２を介して振動板７１と接合されている。
【００４９】
このような構成からなるアクチュエーター７２において、電極７９ａ，７９ｂとの間に駆動信号を印加することにより、図５の矢印で示すように振動板７１を上下させることで、キャビティ７３内部の圧力を変化させ、キャビティ７３内部のインクを振動させたり、ノズル７４からインク滴を吐出させたりすることができる。
【００５０】
ヘッドユニット４０は、前述したように、ヘッド制御部４２および液滴吐出ヘッド４１などにより構成されており、ヘッド制御部４２は、液滴吐出ヘッド４１を駆動する機能を有している。具体的には、ヘッド制御部４２は、ヘッド制御信号と基本駆動信号とに基づいて、各ノズル７４にそれぞれ対応するアクチュエーター７２（圧電素子７７）を選択的に駆動させるための駆動信号を生成し印加する。つまり、基本駆動信号を印刷データに基づいて選択的にアクチュエーター７２に印加する。
すなわち、本実施形態において、「振動付与部」は、アクチュエーター７２とヘッド制御部４２とによって構成されている。
【００５１】
基本駆動信号の内、第１駆動信号ＣＯＭ１は、ヘッド制御部４２が、アクチュエーター７２を駆動してキャビティ７３内のインクに圧力変動を生じさせることによりノズル７４からインクを吐出させるための信号である。
また、基本駆動信号の内、第２駆動信号ＣＯＭ２は、アクチュエーター７２を駆動してキャビティ７３内のインクに微振動を付与するための信号である。
ヘッド制御部４２は、第１駆動信号ＣＯＭ１と第２駆動信号ＣＯＭ２とを切り替えて、アクチュエーター７２を制御する。
【００５２】
図６は、インクを吐出させるための駆動信号を説明するためのタイミングチャートである。図６における駆動信号（圧電素子７７に印加される信号）は、インク滴を吐出させるための信号を示しており、キャビティ７３内部のインクに微振動を付与するための信号は含まれていない。また、図６において、繰り返し周期である期間Ｔ（以下周期Ｔとも言う）は、ノズル７４が１画素分走査方向に移動する期間に対応する。例えば、印刷解像度が７２０ｄｐｉの場合、期間Ｔは、ノズル７４が用紙１０に対して１／７２０インチ移動するための期間に相当する。
【００５３】
ヘッド制御信号とは、クロック信号ＣＬＫ、ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨ、および、画素データＳＩと設定データＳＰとを含む設定信号ＳＩ＆ＳＰなどである。
ヘッド制御部４２は、コントローラー６０から受信したヘッド制御信号から、波形選択信号ｑ０〜ｑ３を生成する。波形選択信号ｑ０〜ｑ３は、設定データＳＰ、およびクロック信号ＣＬＫ、ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨなどタイミング信号に基づいて生成される。波形選択信号ｑ０〜ｑ３を生成するステップの説明は省略する。
【００５４】
ヘッド制御部４２は、設定信号ＳＩ＆ＳＰおよび波形選択信号ｑ０〜ｑ３に従って第１駆動信号ＣＯＭ１から選択的にインクを吐出させるための信号（駆動パルスＰＳ１〜ＰＳ３）をアクチュエーター７２に印加する。すなわち、波形選択信号ｑ０〜ｑ３によって選択的に駆動パルスＰＳ１〜ＰＳ３を印加することによって、１つの画素内に大きさの異なるインク滴を吐出し、複数の階調を表現する。
【００５５】
具体的には、大ドットの形成時（２ビットの画素データ（ドット階調値）が［１１］の場合）には、波形選択信号ｑ３によって、駆動パルスＰＳ１、駆動パルスＰＳ２および駆動パルスＰＳ３が選択されてアクチュエーター７２（圧電素子７７）に印加される。
中ドットの形成時（ドット階調値が［１０］の場合）には、波形選択信号ｑ２によって、駆動パルスＰＳ１および駆動パルスＰＳ２が選択され、アクチュエーター７２に印加される。
小ドットの形成時（ドット階調値が［０１］の場合）には、波形選択信号ｑ１によって、駆動パルスＰＳ１が選択され、アクチュエーター７２に印加される。
ドットを形成しない時（ドット階調値が［００］の場合）には、波形選択信号ｑ０によって、駆動パルスＰＳ１、駆動パルスＰＳ２、駆動パルスＰＳ３のいずれも選択されない。従って、インクを吐出させるための信号は、アクチュエーター７２に印加されない。
【００５６】
ところで、キャビティ７３内部のインクは、静止状態が継続すると、その粘度が変化して、インクの吐出特性が変化してしまう場合がある。例えば、溶媒に水や揮発性の溶剤を用いたインクの場合には、ノズル７４付近の空気に触れる部分のインクは、溶媒の揮発により、その粘度が上昇する場合がある。また、インクにチキソ性液体を用いた場合においては、攪拌状態と静止状態では見かけ上の粘度が異なり、静止状態が継続すると、その粘度が上昇する。そこで、プリンター１００は、安定してインクの吐出が行われるようにするために、キャビティ７３内部のインクに微振動を付与し、ノズル７４部分のインクの粘度変化を抑制している。第２駆動信号ＣＯＭ２は、キャビティ７３内のインクに、この微振動を付与するための信号である。
【００５７】
本実施形態では、インク滴の吐出が行われない期間において、第２駆動信号ＣＯＭ２に基づく駆動信号により、キャビティ７３内部のインクに微振動が付与される。
プリンター１００におけるインク滴の吐出方法（すなわち、本実施形態における「液滴吐出方法」）は、キャビティ７３内部のインクの固有振動周期Ｔｃに基づく周期の微振動をキャビティ７３内部のインクに付与する「微振動付与工程」を含んでいることを特徴としている。また、より効率的に微振動が付与できるようにするため、インク滴を吐出する際に発生するキャビティ７３内部のインクの残留振動に共振させるように微振動を付与している。
以下に具体的に説明する。
【００５８】
（実施例１）
図７は、インクを微振動させるための駆動信号を説明するためのタイミングチャートである。
実施例１は、駆動パルスＰＳ１〜ＰＳ３、すなわち、インクを吐出させるための駆動パルスが、キャビティ７３内部のインクの固有振動周期Ｔｃの整数倍の周期で与えられる場合の例である。図７に示す例は、駆動パルスＰＳ１〜ＰＳ３が、固有振動周期Ｔｃの２倍の周期で与えられる場合を示している。
【００５９】
ここで、固有振動周期Ｔｃは、一般的には次式（１）で表すことができる。
Ｔｃ＝２π√〔（Ｍｎ＋Ｍｓ）／（Ｍｎ×Ｍｓ×（Ｃｃ＋Ｃｉ））〕…（１）
上記式（１）において、Ｍｎはノズル７４におけるイナータンス（単位断面積あたりのインクの質量）、Ｍｓはインク供給口８３におけるイナータンス、Ｃｃはキャビティ７３のコンプライアンス（単位圧力あたりの容積変化、柔らかさの度合いを示す。）、Ｃｉはインクのコンプライアンス（Ｃｉ＝体積Ｖ／〔密度ρ×音速ｃ２〕）である。
【００６０】
第２駆動信号ＣＯＭ２は、インク滴を吐出する際に発生するインクの残留振動に共振する微振動を発生させる駆動パルスＰＳ４を含んでいる。具体的には、駆動パルスＰＳ４の周期は、２Ｔｃであり、そのタイミングは、駆動パルスＰＳ１〜ＰＳ３に同期させている。なお、駆動パルスＰＳ４の大きさ（アクチュエーター７２を駆動する電圧値）は、駆動パルスＰＳ１〜ＰＳ３が、所望の大きさのインク滴を吐出するに必要充分な大きさであるのに対して、キャビティ７３内部のインクを微振動させ、共振した場合であってもインク滴の吐出が発生しない程度に充分大きな大きさであれば良い。
【００６１】
ヘッド制御部４２は、「微振動付与工程」として、設定信号ＳＩ＆ＳＰ、波形選択信号ｑ０〜ｑ３、および第２駆動信号ＣＯＭ２に基づいて、インク滴の吐出が行われない期間において、キャビティ７３内部のインクの残留振動に共振させるタイミングで、駆動パルスＰＳ４をアクチュエーター７２（圧電素子７７）に印加し、キャビティ７３内部のインクに微振動を発生させる。すなわち、波形選択信号ｑ０〜ｑ３によって選択的に駆動パルスＰＳ４を印加することによって、インク滴の吐出が行われない期間において、キャビティ７３内部のインクに微振動を発生させる。
【００６２】
具体的には、大ドットの形成時には、波形選択信号ｑ３によって、駆動パルスＰＳ１、駆動パルスＰＳ２、駆動パルスＰＳ３および駆動パルスＰＳ４が選択されてアクチュエーター７２に印加される。中ドットの形成時には、波形選択信号ｑ２によって、駆動パルスＰＳ１、駆動パルスＰＳ２、および引き続く２発の駆動パルスＰＳ４が選択され、アクチュエーター７２に印加される。小ドットの形成時には、波形選択信号ｑ１によって、駆動パルスＰＳ１、および引き続く３発の駆動パルスＰＳ４が選択され、アクチュエーター７２に印加される。ドットを形成しない時には、波形選択信号ｑ０によって、４発の駆動パルスＰＳ４が選択され、アクチュエーター７２に印加される。
【００６３】
（実施例２）
図８は、実施例２におけるインクを微振動させるための駆動信号を説明するためのタイミングチャートである。
実施例２は、駆動パルスＰＳ１〜ＰＳ３、すなわち、インクを吐出させるための駆動パルスが、キャビティ７３内部のインクの固有振動周期Ｔｃと同期していない場合の例である。図８に示す例は、駆動パルスＰＳ１〜ＰＳ３が、固有振動周期Ｔｃの２倍の周期より短い周期（約１．６７倍の周期）で与えられる場合を示している。
【００６４】
この場合、微振動を発生させる駆動パルスＰＳ４は、インク滴を吐出させる最後の駆動パルスの残留振動に同期させ、共振するように印加することが好ましい。
従って、第２駆動信号ＣＯＭ２には、駆動パルスＰＳ１〜ＰＳ３のそれぞれに同期させる第２駆動信号ＣＯＭ２ａ〜第２駆動信号ＣＯＭ２ｃが含まれる。すなわち、駆動信号生成部６５（図１参照）は、第１駆動信号ＣＯＭ１、および第２駆動信号ＣＯＭ２ａ〜第２駆動信号ＣＯＭ２ｃの４つの基本駆動信号をヘッドユニット４０に対して送信する。
【００６５】
第２駆動信号ＣＯＭ２ａは、ドットを形成しない場合、および小ドットを形成する場合に対応する基本駆動信号である。第２駆動信号ＣＯＭ２ａに含まれる駆動パルスＰＳ４ａの周期は、２Ｔｃであり、そのタイミングは、駆動パルスＰＳ１に同期させている。また、期間Ｔにおける最後の駆動パルスＰＳ４ａ（図８において期間Ｔ４に来るべき駆動パルスＰＳ４ａ）が、次の期間Ｔにおける最初の駆動パルスＰＳ４ａ（図８において期間Ｔ１に来るべき駆動パルスＰＳ４ａ）に近いタイミングになる場合においては、期間Ｔにおける最後の駆動パルスＰＳ４ａが省かれるようにしている。
【００６６】
第２駆動信号ＣＯＭ２ｂは、中ドットを形成する場合に対応する基本駆動信号である。期間Ｔにおいて、第２駆動信号ＣＯＭ２ｂに含まれる駆動パルスＰＳ４ｂの周期（間隔）は、２Ｔｃであり、そのタイミングは、駆動パルスＰＳ２に同期させ、駆動パルスＰＳ２が印加された期間２Ｔｃ後に、２発の駆動パルスＰＳ４ｂが印加されるようにしている。
【００６７】
第２駆動信号ＣＯＭ２ｃは、大ドットを形成する場合に対応する基本駆動信号である。第２駆動信号ＣＯＭ２ｃに含まれる駆動パルスＰＳ４ｃの周期（間隔）は、期間Ｔと同じであり、そのタイミングは、駆動パルスＰＳ３に同期させ、駆動パルスＰＳ３が印加された期間２Ｔｃ後に、１発の駆動パルスＰＳ４ｃが印加されるようにしている。
【００６８】
ヘッド制御部４２は、「微振動付与工程」として、設定信号ＳＩ＆ＳＰ、波形選択信号ｑ０〜ｑ３、および第２駆動信号ＣＯＭ２ａ〜第２駆動信号ＣＯＭ２ｃに基づいて、インク滴の吐出が行われない期間において、残留振動に共振させるタイミングで、駆動パルスＰＳ４ａ〜駆動パルスＰＳ４ｃをアクチュエーター７２（圧電素子７７）に印加し、キャビティ７３内部のインクに微振動を発生させる。
【００６９】
具体的には、大ドットの形成時には、波形選択信号ｑ３によって、駆動パルスＰＳ１、駆動パルスＰＳ２、駆動パルスＰＳ３および駆動パルスＰＳ４ｃが選択されてアクチュエーター７２に印加される。中ドットの形成時には、波形選択信号ｑ２によって、駆動パルスＰＳ１、駆動パルスＰＳ２、および引き続く２発の駆動パルスＰＳ４ｂが選択され、アクチュエーター７２に印加される。小ドットの形成時には、波形選択信号ｑ１によって、駆動パルスＰＳ１、および引き続く２発の駆動パルスＰＳ４ａが選択され、アクチュエーター７２に印加される。ドットを形成しない時には、波形選択信号ｑ０によって、３発の駆動パルスＰＳ４ａが選択され、アクチュエーター７２に印加される。
【００７０】
以上述べたように、本実施形態による液滴吐出方法および液滴吐出装置によれば、以下の効果を得ることができる。
ノズル７４とキャビティ７３とによって構成される液滴吐出部に収容されるインクの固有振動周期Ｔｃに基づく周期の微振動をインクに付与することにより、より効率的にインクを振動させることが可能となる。すなわち、本実施形態によれば、使用するインクを振動させることにより、インクの粘度上昇を抑制することができ、またその際に消費されるエネルギーをより少なくすることができる。
【００７１】
また、インクに付与する微振動の周期が、液滴吐出部に収容されるインクの固有振動周期の整数倍であるため、インクが共振しやすくなる。すなわち、より少ないエネルギーで効率的にインクを振動させることができる。
【００７２】
また、液滴を吐出する際に発生するインクの残留振動に共振させるタイミングで、微振動を付与することにより、より効率的にインクを振動させることが可能となる。すなわち、本実施形態によれば、より少ないエネルギーで効率的にインクを振動させることができる。
【００７３】
また、液滴吐出部に収容されるインクの固有振動周期に基づく周期の微振動をインクに付与する振動付与部を構成するアクチュエーター７２とヘッド制御部４２とを備えているため、より効率的にインクを振動させることが可能となる。その結果、使用するインクを振動させることにより、インクの粘度上昇を抑制することができ、またその際に消費されるエネルギーをより少なくすることができる。
【００７４】
また、インク滴を吐出するための構成において、より効率的にインクの振動（インク滴を吐出しない微振動）をさせることが可能であり、その結果、インクの粘度上昇を抑制することができ、またその際に消費されるエネルギーをより少なくすることができる。
【符号の説明】
【００７５】
６…インクカートリッジ、１０…用紙、２０…搬送ユニット、２１…給紙ローラー、２２…搬送モーター、２３…搬送ローラー、２４…プラテン、２５…排紙ローラー、３０…キャリッジユニット、３１…キャリッジ、３２…キャリッジモーター、４０…ヘッドユニット、４１…液滴吐出ヘッド、４２…ヘッド制御部、５０…検出器群、６０…コントローラー、６１…インターフェイス部、６２…ＣＰＵ、６３…メモリー、６４…ユニット制御部、６５…駆動信号生成部、７１…振動板、７２…アクチュエーター、７３…キャビティ、７４…ノズル、７５…ノズルプレート、７６…キャビティ基板、７７…圧電素子、７８…リザーバ、８０…筐体、８１…固定板、８２…接合板、８３…インク供給口、１００…プリンター、１１０…パーソナルコンピューター（ＰＣ）。
【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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