(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を噴射するノズルを含む液体流路と、前記液体流路内の液体に噴射エネルギーを付与するエネルギー素子と、前記エネルギー素子に駆動信号であるパルス信号を印加する駆動手段と、前記駆動手段を制御して前記ノズルから液滴を噴射させる制御手段とを有するインクジェットプリンタにおいて、
前記ノズルは、ブラックインクの液滴を噴射する第１ノズルと、それぞれ異なる色のカラーインクの液滴を噴射する複数の第２ノズルとを含んでおり、
前記制御手段は、印字データが入力されたときに、１ドットに対して前記ノズルから噴射させる液滴の体積が異なる複数の印刷モードのうちの１つを選択して、選択した印刷モードに応じたパルス信号を前記駆動手段に出力し、前記駆動手段に前記印字データに基づいた前記パルス信号を前記エネルギー素子に印加させて、印刷動作として前記ノズルから液滴を噴射させるものであり、
前記複数の印刷モードには、被記録媒体上にブラックのドットを形成する場合に前記第１ノズルからブラックインクを噴射させずに前記複数の第２ノズルから噴射された複数色のカラーインクを用いる第１印刷モードと、前記第１ノズルから液滴の体積が異なるブラックインクを噴射可能であり且つ前記複数の第２ノズルからそれぞれ液滴の体積が異なるカラーインクを噴射可能である第２印刷モードとが含まれており、
前記制御手段は、前記印字データが入力されたときに、前記印刷動作として前記ノズルから前記印刷モードに応じた液滴を噴射させる前に、前記ノズルから液滴を噴射させるフラッシング動作を行わせるフラッシング制御手段を含んでいて、
前記フラッシング制御手段は、前記フラッシング動作の直後に行われる前記印刷動作の印刷モードに応じて前記フラッシング動作時のフラッシング量を変化させ、前記第１印刷モードが行われる前に行われる前記フラッシング動作において前記第１ノズルから噴射される液滴の量を、前記第２印刷モードが行われる前に行われる前記フラッシング動作において前記第１ノズルから噴射される液滴の量よりも少なくすることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記複数の印刷モードには、前記第１ノズルから液滴の体積が一定のブラックインクを噴射可能であり且つ前記複数の第２ノズルからそれぞれ液滴の体積が一定のカラーインクを噴射可能である第３印刷モードがさらに含まれており、
前記フラッシング制御手段は、前記第３印刷モードが行われる前に行われる前記フラッシング動作において前記第１ノズルから噴射される液滴の量を、前記第１印刷モードが行われる前に行われる前記フラッシング動作において前記第１ノズルから噴射される液滴の量よりも少なくすることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記印刷モードに対応する液滴の体積が小さくなるほど、前記フラッシング制御手段は、その直前に行う前記フラッシング動作時のフラッシング量を多くすることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
前記フラッシング制御手段は、前記印刷モードに応じて異なるパルス幅のパルス信号を前記駆動手段から前記エネルギー素子に印加させることで、前記フラッシング動作時のフラッシング量を変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記フラッシング制御手段は、前記印刷モードに対応する液滴の体積に応じて、前記フラッシング動作時に液滴の噴射発数を変化させることで、前記フラッシング動作時のフラッシング量を変化させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
前記フラッシング制御手段は、前記駆動手段に、前記印刷動作時に前記印刷モードに応じて前記エネルギー素子に印加されるパルス信号と同じ信号を、その直前の前記フラッシング動作時に前記エネルギー素子に印加させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項７】
前記フラッシング制御手段は、前記駆動手段に、前記印刷動作時に前記印刷モードに応じて前記エネルギー素子に印加されるパルス信号のうち、最大体積の液滴に対応するパルス信号を、前記印刷動作の直前に行われる前記フラッシング動作時に前記エネルギー素子に印加させることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項８】
前記制御手段は、前記１ドットに対して前記ノズルから噴射させる異なる体積の液滴に対応した、エネルギー素子に印加させる複数の異なるパルス波形をあらかじめ備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項９】
前記複数の印刷モードの間で、印字解像度が異なることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の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、ノズルから液滴を噴射して印刷動作を行うインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは、記録用紙などの被記録媒体を搬送しつつ、この被記録媒体に対してインクジェットヘッドの複数のノズルからインクを噴射させることにより、被記録媒体に所望の文字や画像などを記録するように構成されている。このようなインクジェットプリンタのインクジェットヘッドは、記録が行われないで（インクが噴射されないで）長時間放置されているときや、複数種類のノズルのうち使用頻度の少ないノズルなどでは、ノズル内のインクが乾燥し増粘することで目詰まりを生じることがある。
【０００３】
そこで、上述した問題を解消するために、印刷とは無関係にそれぞれのノズルからインクを噴射させて、ノズル内の粘度が高くなったインクを排出する所謂フラッシング動作が行われている。例えば、特許文献１に記載のインクジェットプリンタでは、印刷ヘッド（インクジェットヘッド）が記録用紙の搬送方向と直交する方向に沿って往復移動可能であり、記録用紙の搬送経路の外側に配置されたインク受け部に対向する位置に移動した後に、フラッシング動作としてインク受け部に向かってノズルから増粘したインクを噴射している。フラッシング動作は、印刷が行われないで放置された時間、印刷中においてインクが噴射されない時間などを考慮して、印刷開始前あるいは印刷中に随時行われる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２７７５４３号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、インクジェットプリンタは、例えば、写真などの高精細な画像を印刷するモードや、ＦＡＸ印字やベタ印字など高い解像度を必要としない印刷モードなど、１ドットに対してノズルから噴射させるインクの液滴体積が異なる複数の印刷モードを有する。
【０００６】
一般的にフラッシング動作におけるフラッシング量は、ノズル内の増粘したインクがなくなり吐出良好に維持される程度であることが望ましいが、特許文献１のようなインクの液滴体積が異なる複数の印刷モードを有したインクジェットプリンタでは、印刷動作前のフラッシング動作において、いずれの印刷モードにおいても一律のフラッシング量のインクをノズルから噴射しているため、ノズルから噴射させて印字するインクの液滴体積が小さいモードに合わせてフラッシング動作を行うと、次の印刷モードが大きい液滴体積を用いて印字するモードであれば、必要以上にフラッシング量が多く、無駄にインクを消費してしまう。また、逆にノズルから噴射させるインクの液滴体積が大きいモードに合わせてフラッシング動作を行うと、次の印刷モードが小さい液滴体積を用いて印字するモードであれば、ノズル内の増粘インクを十分排出することができずに、体積の小さなインクを良好に噴射することが困難になる場合があった。
【０００７】
本発明の目的は、印刷モードごとに最適なフラッシング量を設定して、インク消費量を低減させたインクジェットプリンタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のインクジェットプリンタは、液滴を噴射するノズルを含む液体流路と、前記液体流路内の液体に噴射エネルギーを付与するエネルギー素子と、前記エネルギー素子に駆動信号であるパルス信号を印加する駆動手段と、前記駆動手段を制御して前記ノズルから液滴を噴射させる制御手段とを有するインクジェットプリンタにおいて、前記ノズルは、ブラックインクの液滴を噴射する第１ノズルと、それぞれ異なる色のカラーインクの液滴を噴射する複数の第２ノズルとを含んでおり、前記制御手段は、印字データが入力されたときに、１ドットに対して前記ノズルから噴射させる液滴の体積が異なる複数の印刷モードのうちの１つを選択して、選択した印刷モードに応じたパルス信号を前記駆動手段に出力し、前記駆動手段に前記印字データに基づいた前記パルス信号を前記エネルギー素子に印加させて、印刷動作として前記ノズルから液滴を噴射させるものであり、前記複数の印刷モードには、被記録媒体上にブラックのドットを形成する場合に前記第１ノズルからブラックインクを噴射させずに前記複数の第２ノズルから噴射された複数色のカラーインクを用いる第１印刷モードと、前記第１ノズルから液滴の体積が異なるブラックインクを噴射可能であり且つ前記複数の第２ノズルからそれぞれ液滴の体積が異なるカラーインクを噴射可能である第２印刷モードとが含まれており、前記制御手段は、前記印字データが入力されたときに、前記印刷動作として前記ノズルから前記印刷モードに応じた液滴を噴射させる前に、前記ノズルから液滴を噴射させるフラッシング動作を行わせるフラッシング制御手段を含んでいて、前記フラッシング制御手段は、前記フラッシング動作の直後に行われる前記印刷動作の印刷モードに応じて前記フラッシング動作時のフラッシング量を変化させ、前記第１印刷モードが行われる前に行われる前記フラッシング動作において前記第１ノズルから噴射される液滴の量を、前記第２印刷モードが行われる前に行われる前記フラッシング動作において前記第１ノズルから噴射される液滴の量よりも少なくする。
【０００９】
本発明のインクジェットプリンタによると、印刷動作時に被記録媒体に形成される１ドット（１画素）に対してノズルから噴射させる液滴の体積が印刷モードごとに異なる場合にその印刷モードの液滴体積に応じて、その前に行うフラッシング動作時のフラッシング量を変化させることができる。このように、印刷モードに応じたフラッシング量の最適化を行うことで、従来に比べて無駄に消費していたフラッシング動作時のフラッシング量を低減することができる。また、フラッシング量が低減することで、フラッシング動作時にノズルから噴射された液滴の受け皿の容積を小さくすることができるため、インクジェットプリンタをコンパクト化することができる。
なお、前記複数の印刷モードには、前記第１ノズルから液滴の体積が一定のブラックインクを噴射可能であり且つ前記複数の第２ノズルからそれぞれ液滴の体積が一定のカラーインクを噴射可能である第３印刷モードがさらに含まれてよい。この場合、前記フラッシング制御手段は、前記第３印刷モードが行われる前に行われる前記フラッシング動作において前記第１ノズルから噴射される液滴の量を、前記第１印刷モードが行われる前に行われる前記フラッシング動作において前記第１ノズルから噴射される液滴の量よりも少なくしてよい。
【００１０】
また、前記印刷モードに対応する液滴の体積が小さくなるほど、前記フラッシング制御手段は、その直前に行う前記フラッシング動作時のフラッシング量を多くすることが好ましい。この構成によれば、ノズルから噴射させる液滴の体積が小さく、ノズル内の増粘インクの影響を受けやすいときほど、その直前に行うフラッシング動作時のフラッシング量を多くする。これにより、液滴体積が小さいほどノズル内の増粘インクは十分排出され、ノズルから体積の小さな所望の液滴を噴射することができる。また、印刷動作時にノズルから噴射させる液滴の体積が大きいときには、インクの増粘が噴射に及ぼす影響が小さいため、フラッシング量を少なくしても問題ない。
【００１１】
加えて、前記フラッシング制御手段は、前記印刷モードに応じて異なるパルス幅のパルス信号を前記駆動手段から前記エネルギー素子に印加させることで、前記フラッシング動作時のフラッシング量を変化させることが好ましい。この構成によれば、駆動手段からエネルギー素子に印加されるパルス波形の駆動電圧は一定で、パルス幅のみ異ならせているだけなので、電源構成が簡単になる。
【００１２】
また、前記フラッシング制御手段は、前記印刷モードに対応する液滴の体積に応じて、前記フラッシング動作時に液滴の噴射発数を変化させることで、前記フラッシング動作時のフラッシング量を変化させることが好ましい。この構成によれば、フラッシング動作時のフラッシング量を変化させるときに、その直後に行う印刷モードにおいてノズルから噴射させる液滴の体積によって、ノズルから噴射させる液滴の噴射発数を変化させている。この噴射発数は、エネルギー素子の駆動回数に影響するため、発数を変化させることでエネルギー素子の駆動による発熱を低減させることができる。
【００１３】
さらに、前記フラッシング制御手段は、前記駆動手段に、前記印刷動作時に前記印刷モードに応じて前記エネルギー素子に印加されるパルス信号と同じ信号を、その直前の前記フラッシング動作時に前記エネルギー素子に印加させることが好ましい。この構成によれば、フラッシング動作時に用いるパルス波形に印刷動作時に用いるパルス信号を利用することによって、制御手段からエネルギー素子に対して信号線を少なくすることができるなどフラッシング用のパルス信号が不要になり、コスト低減が可能である。
【００１４】
加えて、前記フラッシング制御手段は、前記駆動手段に、前記印刷動作時に前記印刷モードに応じて前記エネルギー素子に印加されるパルス信号のうち、最大体積の液滴に対応するパルス信号を、前記印刷動作の直前に行われる前記フラッシング動作時に前記エネルギー素子に印加させることが好ましい。この構成によれば、吐出エネルギーの大きいノズルから噴射される液滴の体積が最大となるパルス信号を用いてフラッシング動作を行うことで、液滴の噴射発数が減少させることができ、エネルギー素子の駆動回数が減少することにより、エネルギー素子の駆動による発熱を低減することができる。
【００１５】
また、前記制御手段は、前記１ドットに対して前記ノズルから噴射させる異なる体積の液滴に対応した、エネルギー素子に印加させる複数の異なるパルス波形をあらかじめ備えていることが好ましい。これによると、電源構成を複雑にして複数のパルス波形を形成させることなく、フラッシングもしくは印字に必要なパルス波形を選択してくるだけでよいため、電源構成が簡単になる。
【００１６】
さらに、前記複数の印刷モードの間で、印字解像度が異なることが好ましい。この構成によれば、印字解像度に応じて印刷モードを変えることで、ノズルから噴射される液滴の体積を変えることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、フラッシング動作直後に行う印刷モードに応じた印刷動作に必要なフラッシング量以上にノズルから液滴を噴射してフラッシング動作を行わないようにすることで、フラッシング動作時のフラッシング量を低減することができる。また、フラッシング量が低減することで、フラッシング動作時にノズルから噴射された液滴の受け皿の容積を小さくすることができるため、インクジェットプリンタをコンパクト化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、インクジェットヘッドから記録用紙に対してインクの液滴を噴射することにより、記録用紙に所望の文字や画像などを記録（印刷）するインクジェットプリンタに、本発明を適用したものである。また、本発明のインクジェットプリンタは、単独のプリンタ装置としてだけでなく、コピー機能、スキャナ機能、ファクシミリ機能などを備えた多機能装置（ＭＦＤ：Multi Function Device ）のプリンタとしても適用することができるものである。
【００２０】
図１は、本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成を示す平面図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ２００は、一方向に沿って往復移動可能に構成されたキャリッジ２０２と、このキャリッジ２０２に搭載されたインクジェットヘッド１００、及び、サブタンク２０４ａ〜２０４ｄと、インクを貯留するインクカートリッジ２０６ａ〜２０６ｄと、インクジェットヘッド１００の後述するノズル４からフラッシング動作時に噴射されるインクを受容する受け皿２１３などを備えている。
【００２１】
キャリッジ２０２は、図１の左右方向（走査方向）に平行に延びる２本のガイド軸２１７に跨って取り付けられ、ガイド軸２１７に沿って往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ２０２には、無端ベルト２１８が連結されており、キャリッジ駆動モータ２１９によって無端ベルト２１８が走行駆動されたときに、キャリッジ２０２は、無端ベルト２１８の走行にともなって左右方向に移動するようになっている。
【００２２】
このキャリッジ２０２には、インクジェットヘッド１００と４つのサブタンク２０４が搭載されている。インクジェットヘッド１００は、キャリッジ２０２とともに走査方向に往復移動しつつ、その下面（図１の紙面向こう側の面）に設けられたノズル４（図３参照）から、図示しない用紙搬送機構により走査方向と交差する紙送り方向（図１の下方）に搬送される記録用紙Ｐにインクの液滴を噴射する。これにより、記録用紙Ｐに所望の文字や画像などが記録される。
【００２３】
４つのサブタンク２０４は走査方向に沿って並べて配置されている。これら４つのサブタンク２０４にはチューブジョイント２２０が一体的に設けられている。そして、これらのチューブジョイント２２０に連結された可撓性のチューブ２０５ａ〜２０５ｄを介して、４つのサブタンク２０４ａ〜２０４ｄと４つのインクカートリッジ２０６ａ〜２０６ｄとがそれぞれ接続されている。
【００２４】
４つのインクカートリッジ２０６ａ〜２０６ｄには、例えば、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの、４色のインクがそれぞれ貯留されており、これらのインクカートリッジ２０６ａ〜２０６ｄは、インクジェットプリンタ本体側に静置されたホルダ２０７に着脱自在に装着されている。
【００２５】
４つのインクカートリッジ２０６ａ〜２０６ｄに貯留された４色のインクは、サブタンク２０４ａ〜２０４ｄに一時的に貯留された後、インクジェットヘッド１００に供給される。
【００２６】
受け皿２１３は、走査方向に関するキャリッジ２０２の移動範囲内のうちの、記録用紙Ｐと対向する印刷領域よりも外側（図１における右側）の領域（以下、フラッシング領域ともいう）に配置されており、後述するフラッシング動作時にキャリッジ２０２がフラッシング領域に移動してきたときに、受け皿２１３は、インクジェットヘッド１００の下面（複数のノズル４が配置された液滴噴射面）と対向する。そして、フラッシング動作として複数のノズル４から噴射されたインクを受容する。
【００２７】
次に、インクジェットヘッド１００について説明する。図２はインクジェットヘッドの斜視図である。
【００２８】
図２に示すように、インクジェットヘッド１００は、複数枚のプレートからなる流路ユニット１の上面にプレート型の圧電アクチュエータ２（エネルギー素子）が接合されている。そして、このプレート型の圧電アクチュエータ２の上面に外部機器との電気的接続に用いられるフレキシブルフラットケーブル３が接合されており、このフレキシブルフラットケーブル３の上面にドライバＩＣ５が接続されている。そして、流路ユニット１の下面側に開口されたノズル４（図３参照）から下向きにインクの液滴を噴射する。
【００２９】
次に、流路ユニット１について、図３〜図５を参照しつつ説明する。図３は、流路ユニットの分解斜視図である。図４は、流路ユニットの拡大分解斜視図である。図５は、図２のＡ−Ａ線断面図である。まずは、流路ユニット１について説明する。図３に示すように、流路ユニット１は、下層から順にノズルプレート１１、スペーサプレート１２、ダンパープレート１３、２枚のマニホールドプレート１４ａ，１４ｂ、サプライプレート１５、ベースプレート１６及びキャビティプレート１７の合計８枚の薄い平板を、それぞれの平板面が対向するように積層し、接着接合した構造となっている。各プレート１２〜１７は、ポリイミドなどの合成樹脂製のノズルプレート１１を除き、４２％ニッケル合金鋼板製であり、それらの板厚は５０μｍ〜１５０μｍ程度である。
【００３０】
ノズルプレート１１には、微小径の多数の液滴噴射用のノズル４（ノズル径２０μｍ）が、ノズルプレート１１における長手方向（Ｘ方向）に沿って微小間隔に多数個穿設されている。このノズル４は、長手方向（Ｘ方向）に平行な５列に適宜間隔で配列されている。
【００３１】
図４に示すように、キャビティプレート１７には、複数の圧力室３６がノズル４の列に対応して５列に配列されている。各圧力室３６は、平面視細長形状にキャビティプレート１７の板厚を貫通して形成されており、その長手方向がノズル４の列と直交する方向（Ｙ方向）に沿うようにして配置されている。
【００３２】
各圧力室３６における先端部３６ａは、ベースプレート１６、サプライプレート１５、２枚のマニホールドプレート１４ａ，１４ｂ、ダンパープレート１３及びスペーサプレート１２に、穿設されている微小径の連通孔３７を介して、ノズルプレート１１の各ノズル４に連通している。
【００３３】
キャビティプレート１７の下面に隣接するベースプレート１６には、各圧力室３６の一端３６ｂに接続する連通孔３８が穿設されている。ベースプレート１６の下面に隣接するサプライプレート１５には、後述する共通インク室７から各圧力室３６へインクを供給するための接続流路４０が穿設されている。そして、各接続流路４０には、共通インク室７からインクが入る入口孔と、連通孔３８と対向するように開口する出口孔と、入口孔と出口孔との間であって、接続流路４０中で最も大きな流路抵抗となるように断面積を小さく形成された絞り部とが設けられている。この絞り部は、ノズル４からインクを噴射させるために、圧力室３６が噴射圧力を受けたときに、共通インク室７側へのインクの後退を防止し、効率よくインクをノズル４側へ前進させるためのものである。
【００３４】
２枚のマニホールドプレート１４ａ，１４ｂには、圧力室３６の各列の下に沿って長い５つの共通インク室７が板厚を貫通して形成されている。すなわち、図３及び図５に示すように、２枚のマニホールドプレート１４ａ，１４ｂを積層し、且つ、その上面をサプライプレート１５で覆い、下面をダンパープレート１３で覆うことにより、合計５つの共通インク室７が形成される。
【００３５】
図４及び図５に示すように、マニホールドプレート１４ａの下面に隣接するダンパープレート１３の下面側には、共通インク室７と隔絶されたダンパー室４５が凹んで形成されている。この各ダンパー室４５の形成位置及び形状は、図３に示すように、各共通インク室７と同様になっている。ダンパー室４５上部の薄い板状の天井部は、インク噴射時に、圧力室３６で発生した圧力変動が共通インク室７に伝播しても、弾性変形して振動することにより、圧力変動を吸収減衰させるダンパー効果を奏し、圧力変動が共通インク室７を介して他の圧力室３６へ伝播するクロストークを抑制する。
【００３６】
また、図３に示すように、キャビティプレート１７、ベースプレート１６及びサプライプレート１５の長手方向の一方端部には、上下の位置を対応させて、それぞれ４つのインク供給口４７が穿設されている。インクカートリッジ６からチューブ２０５及びチューブジョイント２２０を介して供給されたインクは、これらインク供給口４７から共通インク室７の長手方向の一方端部に供給される。
【００３７】
インクは、インク供給口４７から共通インク室７に供給された後、図５に示すように、サプライプレート１５の接続流路４０及びベースプレート１６の貫通孔３８を経由して各圧力室３６に分配供給される。そして、後述するように、圧電アクチュエータ２の駆動部４９の駆動により、インクは各圧力室３６内から連通孔３７を通って、その圧力室３６に対応するノズル４に至る。つまり、インク供給口４７、共通インク室７、接続流路４０、圧力室３６及びノズル４はインクが流れる液体流路を構成している。
【００３８】
本実施形態においては、図３に示すように、インク供給口４７がそれぞれ４つ設けられているのに対して、共通インク室７、ノズル４、圧力室３６が５つ設けられており、図３中左方に位置するインク供給口４７ａのみ、図３中左方の２つの共通インク室７にインクを供給するように構成されている。これは、このインク供給口４７ａには、ブラックインクが供給されるように設定されており、ブラックインクがその他のカラーインクに比べて使用頻度が高いからである。２つの共通インク室７に供給されたブラックインクは、図３中には図示してないが、対応して２つの圧力室３６の列および２つのノズル４の列から噴射される。また、他のインク供給口４７ｂ，４７ｃ，４７ｄには、イエロー、マゼンタ及びシアンの各インクがそれぞれ単独に供給され、対応する各共通インク室７からそれぞれの圧力室３６およびノズル４にまでインク色ごとに供給され、噴射される。流路ユニット１の上面には、インク供給口４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄに対応するろ過部２０ａを有するフィルタ２０が接着剤等で貼着されている（図２参照）。
【００３９】
次に、圧電アクチュエータ２について説明する。図６は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。図６に示すように、圧電アクチュエータ２は、１枚の厚さが約３０μｍの合計９枚の圧電シート４１〜４３を積層した構造である。この圧電アクチュエータ２は、下層から圧電シート４１と圧電シート４２とが交互に合計７枚積層されており、その上層に２枚の圧電シート４３が積層されている。下側から偶数番目の圧電シート４１、４２間の境界面には、流路ユニット１における各圧力室３６に対向した箇所ごとに細幅の個別電極４４が配置されている。下側から奇数番目の各圧電シート４１、４２間の境界面には、複数の圧力室３６に対して共通の共通電極４６が配置されている。
【００４０】
圧電アクチュエータ２の上面（流路ユニット１の反対側）であり、最上段のシートの上面には、複数の表面電極４８（表面個別電極４８ａ、表面共通電極４8ｂ。図３参照）が形成されており、各個別電極４４及び共通電極４６と電気的なスルーホールを介して接続されている。また、この表面電極４８は、フレキシブルフラットケーブル３（図２参照）上の駆動回路であるドライバＩＣ５（駆動手段）と電気的に接続される。共通電極４６は、グランド（ＧＮＤ）に電気的に接続されている。そして、１つの圧力室３６に積層方向に対向する複数の個別電極４４、共通電極４６間に挟まれる圧電シート４１、４２の部分から、その圧力室３６内のインクに圧力（噴射エネルギー）を付与する１つの駆動部４９が形成される。
【００４１】
駆動部４９における最下層の圧電シート４１を除く圧電シート４１，４２の分極方向はその厚み方向である。個別電極４４と共通電極４６間に電圧を印加し圧電シート４１，４２にその分極方向と同じ方向に電界を生成すると、電極４４，４６の間に挟まれた圧電シートが活性層として働き、圧電縦効果により分極方向と平行（上下方向）に延び、圧力室３６の容積を縮小する。
【００４２】
図７は、駆動信号のパルス波形を示す図である。駆動信号９０とは、圧電アクチュエータ２の表面個別電極４８ａに印加される電圧信号であり、１ドットにインクを噴射する１印刷周期の間に３個の駆動パルスＰを有する。この駆動パルスＰは、いわゆる、引き打ちによりインクに圧力を付与する。すなわち、インクを噴射しないときには、個別電極４４を所定の電位Ｖ０に保持し、圧力室３６の容積を縮小した状態にしておき、駆動パルスＰの立ち下がりエッジＰａのタイミングで圧力室３６の容積を一旦増大させ、その後、駆動パルスＰの立ち上がりエッジＰｂのタイミングで圧力室３６の容積を減少させて、圧力室３６内のインクに圧力を付与してインクを噴射する。なお、具体的には後述するが、１印刷周期の間における駆動パルスＰの個数、及び、各駆動パルスＰにおける立ち下がりエッジＰａから立ち上がりエッジＰｂまでの時間（パルス幅）を変化させることで、ノズル４から噴射させるインクの液滴体積が決まり、ノズル径を異なえることなく、複数の異なる液滴体積のインクをノズル４から噴射させることができる。これらの複数のインクの液滴体積の異なる駆動信号（波形信号）が、予め用意され、後述する制御回路６１のＲＯＭ（Read Only Memory）内に記憶されている。
【００４３】
次に、インクジェットプリンタ２００の電気的構成について説明する。図８は、制御回路とインクジェットヘッドとの電気的な接続関係を示す概略ブロック図である。
【００４４】
制御回路６０（制御手段）は、キャリッジ２０２外のインクジェットプリンタ２００の筐体内に配置された本体側基板（図示せず）に搭載されている。図８に示すように、制御回路６０は、種々の信号線を介してインクジェットヘッド１００（圧電アクチュエータ２）を駆動する駆動回路であるドライバＩＣ５と電気的に接続されている。種々の信号線としては、波形信号FIRE1〜FIRE6，VDD1、印字信号SIN-1〜SIN-4、転送クロックCLKなどの転送用信号線が挙げられる。
【００４５】
制御回路６０には、図示しないが、パーソナルコンピュータなどの外部機器からインターフェースを介して転送されてくる印字データを記憶する印字データ記憶部が構成されていて、その印字データを制御回路６０と図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）とによって印字信号SIN1~SIN4を生成している。また、上述した複数の異なるインク液滴体積をもつ波形信号が予め形成され、制御回路６０に構成されている図示しないＲＯＭ内に、各種のインクを吐出する制御プログラムとともに記憶されている。また、ＲＯＭには、印刷される解像度（画素）に対応して予め複数種類が用意された印刷モード（本実施の形態では、Draftモード,Normalモード,Fineモード,Photoモードの４つのモードとする）が記憶されていて、その中から使用者の操作によって選択された印刷モードから、さらに用いられる波形信号を選択できるようになっている。波形信号FIRE1~FIRE6は、制御回路に印字データが入力されたときに、複数の印刷モードから１つの印刷モードが選択され、その印刷モードで使用する波形信号であって、駆動回路に出力されている。また、VDD1には、ノズル４からインクを噴射しない、つまり常にＨＩＧＨの状態のパルス波形が割り当てられている。
【００４６】
駆動回路５は、シリアル−パラレル変換回路６１と、ラッチ回路６２と、波形選択回路６３と、ドライブバッファ６４とから構成されている。
【００４７】
シリアル−パラレル変換回路６１は、制御回路６０から４本の信号線を介してシリアル入力された印字信号SIN-1〜SIN-4をパラレル変換して出力する。印字信号とは、複数のノズル４（駆動部４９）に対してそれぞれどの波形信号を選択するかなどを含んだデータである。ラッチ回路６２は、シリアル−パラレル変換回路６１によってパラレル出力されたデータを転送クロックCLKと同期させて一斉に波形選択回路６３へ出力する。波形選択回路６３は、いわゆるマルチプレクサであり、ラッチ回路６２から出力された前記データに応じて、波形信号FIRE1〜FIRE6，VDD1の中から１つの波形信号を選択してドライブバッファ６４へ出力する。ドライブバッファ６４は、波形選択回路６３によって選択されて入力された波形信号をアクチュエータに適した電圧に変換し増幅して、駆動信号として圧電アクチュエータ２の複数の表面個別電極４８にそれぞれ入力され、アクチュエータを変位させる。
【００４８】
次に、インクジェットプリンタ２００の印刷動作について詳細に説明する。図９は、印刷モードの説明図である。図９に示すように、インクジェットプリンタ２００は、印字解像度に応じて記録用紙Ｐ上の１ドットに対してノズル４から噴射させるインクの液滴体積が異なる４つの印刷モードが設定されている。すなわち、印字解像度が600dpi×150dpiのDraftモード、印字解像度が600dpi×600dpiのNormalモード、印字解像度が1200dpi×1200dpiのFineモード、印字解像度が1200dpi×2400dpiのPhotoモードがある。インクジェットプリンタ２００は、各印刷モードごとに、複数種類の体積の異なるインクをノズル４から噴射可能となっていて、各印刷モードに求められる解像度に合わせて、これらの複数種類の異なる体積の液滴を用いてドットを形成して印刷が行なわれている。本実施形態のインクジェットプリンタ２００においては、計９種類の異なる体積の液滴を噴射可能となっている。これらの印刷モードと各モードに用いられる複数の異なるインク液滴体積のプログラムは、予めＲＯＭに記憶されており、制御回路６０によって実行される。
【００４９】
例えば、Normalモードにおいては、印字解像度は600dpi×600dpiとなっており、ブラックインクを噴射するノズル４からは24pl、7pl、4plのいずれかの体積のインクを噴射可能であり、カラーインク（マゼンタ、シアン、イエロー）を噴射するノズル４からは16pl、5pl、3plのいずれかの体積のインクを噴射可能となっている。これにより、各印刷モードにおいてノズル４から複数種類の体積が異なるインクを噴射することができ、階調印刷や高画質印字など印字目的に応じて複数の異なる体積のインクを組み合わせて印刷動作を行うことができる。また、カラーインクを噴射する液滴体積が、ブラックインクを噴射する液滴体積よりも小さくなっているのは、精細な高画質の印刷を行うためである。
【００５０】
このノズル４から噴射されるインクの液滴体積は、図１０に示すように、圧電アクチュエータ２の表面個別電極４８ａに入力される駆動信号のパルス波形によって決められる。前述したように、このパルス波形における１印刷周期の間の駆動パルスＰの個数、及び、各駆動パルスＰにおける立ち下がりエッジから立ち上がりエッジまでのパルス幅が異なることで、ノズル４から噴射されるインクの液滴体積は異なり、本実施形態の場合、噴射可能な計９種類の体積の液滴にそれぞれ対応するパルス波形は、図１０（ａ）〜図１０（ｈ）である。図１０（ａ）から順に、24pl、16pl、14pl、10pl、7pl、5pl、4pl、3pl、1.5plのインクをノズル４から噴射するパルス波形が、ＲＯＭ内に記憶されている。このように、駆動電圧は一定で、パルスの個数やパルス幅のみ変化させているだけでよいため、異なる電圧を供給可能な複数のドライブバッファ（電源部）を構成する必要がないなど電源構成が簡単になる。
【００５１】
上述したように、１つの印刷モードにおいてノズル４から噴射可能なインクの液滴体積に応じた駆動信号のパルス波形は、あらかじめ波形信号FIRE1〜FIRE6に割り当てられるため、ＰＣなどの外部機器から制御回路６０に対して印刷モードなどが指定された印刷指令が入力されると、この印刷指令によって印刷する印刷モードの異なる体積の噴射液滴に対応したパルス波形が波形信号FIRE1〜FIRE6に割り当てられる。
【００５２】
例えば、制御回路６０に対してNormalモードでの印刷指令が入力されると、FIRE1に24plのインクに対応するパルス波形（図１０（ａ））、FIRE2に7plのインクに対応するパルス波形（図１０（ｅ））、FIRE3に4plのインクに対応するパルス波形（図１０（ｇ））、FIRE4に16plのインクに対応するパルス波形（図１０（ｂ））、FIRE5に5plのインクに対応するパルス波形（図１０（ｆ））、FIRE6に3plのインクに対応するパルス波形（図１０（ｈ））が割り当てられる。なお、FIRE1〜FIRE3には、ブラックの液滴体積に応じたパルス波形が割り当てられており、FIRE4〜FIRE6は、カラーインクの液滴体積に応じたパルス波形が割り当てられている。このように、ノズル４から噴射されるインクの液滴体積に対応したパルス波形があらかじめ波形信号として割り当てられているため、いずれかの波形信号を駆動回路にて選択するだけで容易にノズル４から所望の体積のインクを噴射することができる。
【００５３】
印刷動作時には、まず、印字データ記録部のＰＣなどから入力された印字データにもとづいて、複数のノズル４からどの印刷モードで、その１つの印刷モードのどの体積の液滴をそれぞれ噴射させるかというデータが制御回路６０から印字信号SIN-1〜SIN-4としてシリアル配列されてシリアル−パラレル変換回路６１に入力される。シリアル−パラレル変換回路６１にシリアル入力されたデータは、ラッチ回路６２でパラレル変換されて、転送クロックCLKと同期させて一斉に波形選択回路６３に入力される。
【００５４】
そして、ブラックインクを噴射する複数のノズル４に対しては、波形選択回路６３で波形信号FIRE1〜FIRE3，VDD1の中から１つの波形信号を選択して、ドライブバッファ６４に出力することで、増幅されて駆動信号としてブラックインクを噴射する複数のノズル４に対応した圧電アクチュエータ２の表面個別電極４８ａにそれぞれ入力される。また、カラーインクを噴射するノズル４に対しては、波形選択回路６３で波形信号FIRE4〜FIRE6，VDD1の中から１つの波形信号を選択して、ドライブバッファ６４に出力することで、増幅されて駆動信号としてカラーインクを噴射する複数のノズル４に対応した圧電アクチュエータ２の表面電極４８ａにそれぞれ入力される。このようにして、複数の表面電極４８に駆動信号が入力されることで、複数の表面電極４８にそれぞれ対応する複数の圧力室３６の容積が変化して、複数の圧力室３６に対応した複数のノズル４からそれぞれ所望の体積のインクが噴射される。
【００５５】
次に、フラッシング動作について説明する。長期間にわたってノズル４からインクの液滴が噴射されていない状態が続くと、ノズル内のインクが乾燥することによって、インクが増粘し、ノズル４から液滴を噴射する際に、噴射不良が生じる虞があり、印刷動作前もしくは印刷中または、使用者によって指定された場合に、印刷領域外でインクを噴射させて増粘インクを排出するフラッシング動作を行う。
【００５６】
制御回路６０には、印刷動作時と同様に、図示しないが、フラッシングデータを記憶するフラッシングデータ記憶部が構成されていて、そのフラッシングデータを制御回路６０と図示しないＣＰＵとによって生成している。具体的には、フラッシング指令が制御回路に入力されると、制御回路６０によってキャリッジモータ（図示せず）を駆動して、キャリッジ２０２を図１中右方に移動させ、インクジェットヘッド２００を受け皿２１３と対向する位置に移動させた後に、受け皿２１３に向かってフラッシング動作として、全てのノズル４にフラッシングデータに応じた同じパルス波形（印字の駆動波形と同じものを適用）を入力して、所定回数だけ全てのノズル４からインクを噴射させて、ノズル４内の増粘インクを排出する。本実施形態においては、制御回路６０における、フラッシング動作を行う構成に関わるものがフラッシング制御手段を構成している。
【００５７】
ここで、本実施形態においては、印刷動作前のフラッシング動作時において、制御回路６０が、ノズル４からの液滴噴射量（フラッシング量）を、その直後に行う印刷動作時の印刷モードに応じて変化させるようになっている。
【００５８】
つまり、予めＲＯＭに記憶された各印刷モードに応じてノズル４から噴射させる異なるインクの液滴体積に合わせて、それぞれについて印刷モードごとにフラッシング量を決定する。フラッシング動作に用いられるパルス波形は、印字の駆動波形と同じものが適用されるため、直後の印刷モードに使用する複数の駆動波形から選択し、その印刷モードに必要な（解像度に必要な）フラッシング量を噴射するために、所定の回数（フラッシング回数）噴射させる。
【００５９】
このとき、各印刷モードに必要なフラッシング量の基準としては、各印刷モードで噴射する最も小さい液滴体積がノズルから噴射できるようなノズル状態を維持できるフラッシング量とし、フラッシング動作時のパルス波形には、その直後に行う印刷動作の印刷モードにおいて最も体積の大きなインクを噴射するパルス波形を用いた。これは最も体積の大きなインクのパルス波形が、吐出エネルギーが大きいためである。
【００６０】
このように、フラッシング動作直後の各印刷モードで使用する複数種類のインク液滴のうち、最小の液滴体積のインクがノズル４から噴射可能なように、十分にノズル４内の増粘インクを排出して、ノズル詰まりなどのないノズル状態を保持しておくことができるため、ノズル４から体積の小さな所望のインクを良好に噴射することができるとともに、それよりも大きい体積の液滴も噴射することができる。また、直後の各印刷モードで使用する複数種類のインク液滴のうち、最も体積の大きなインクのパルス波形を選択しているため、その吐出エネルギーが大きく、所望のフラッシング量を噴射するために、フラッシングする回数を少なくすることができる。
【００６１】
さらに、フラッシング動作時のパルス波形には、その直後に行われる印刷動作時のパルス波形を用いているため、制御回路６０から圧電アクチュエータ２に対して電圧を印加する波形信号（FIRE）を少なくすることができるなど、フラッシング動作時に用いるパルス波形が不要になり、コスト低減が可能である。
【００６２】
具体的には、図１０のように、例えば、Normalモードによる印刷動作の場合、印刷動作前に行うフラッシング動作時には、Normalモードにおいて最大液滴である24plを噴射するパルス波形を用いる。そして、Normalモードに必要なフラッシング量の基準としては、最小液滴である3plの液滴が印刷動作時に良好に噴射できるフラッシング量とし、このインクの液滴体積（24ｐl）とフラッシング量（3pl噴射可能）からフラッシング発数を決定する。他の印刷モードの場合も同様にし、図１１に示すように、各印刷モードにおける印刷動作の直前に行うフラッシング動作時のノズル４から噴射させるインクの液滴体積、フラッシング発数及びフラッシング量が決定する。このように、ノズル４から噴射されるインクの液滴体積が最大となるパルス波形を用いてフラッシング動作を行うことで、インクのフラッシング発数が減少して、圧電アクチュエータ２の駆動回数が減少することにより、圧電アクチュエータ２の駆動による発熱を低減することができる。
【００６３】
上述したように、印刷動作前のフラッシング動作時において、ノズル４からのフラッシング量は、印刷モードに応じて、パルス波形のパルス幅及びフラッシング発数を変化させることで変化させている。これにより、制御回路６０から圧電アクチュエータ２に印加されるパルス波形の駆動電圧は一定で、パルス幅のみ変化させているため、新たに異なる駆動電圧を供給するドライブバッファ（電源部）を構成する必要がなく、電源構成が簡単になる。
【００６４】
なお、Photoモードにおいては、高解像度な印刷が求められる為、ブラックを印刷するときには、ブラックインクを使用せずに、マゼンタ、イエロー、シアンの３色のカラーインクを用いて記録用紙Ｐ上に混色ブラックのドットを形成している。つまり、印刷動作時にブラックインクを用いないため、印刷動作用のパルス波形を必要としない。しかしながら、インクジェットプリンタでは、印刷前のフラッシング動作とは別に、印刷動作中において、最後に行われたフラッシングからの時間によって定期的なフラッシング動作が行われるようになっていて、Photoモードが選択されているときにも、印刷動作中において、ブラックインクを噴射するノズル４が使用されない状態になるため、ノズル内のブラックインクが長時間滞留し、増粘するインクを噴射させるために、ブラックインクもパルス波形を有している。よって、Photoモードの印刷の直前にフラッシング動作を行うときは、ブラックインクにおいては、印刷中のフラッシング動作時に用いるパルス波形を用いている（14pl。図９参照）。そして、印刷モードごとに別個に印刷中のフラッシング用のパルス波形を有している。この印刷モードにおける印刷動作直前のフラッシング動作においては、印刷動作時にノズル４からブラックインクを噴射しないため、ブラックインクを噴射するノズル４内の増粘インクをさほど排出しておく必要がない。したがって、フラッシング動作時においてノズル４から噴射させるブラックインクのフラッシング量を減らしても問題ない。
【００６５】
以上に説明した実施形態におけるインクジェットプリンタ２００によると、印刷動作時に１ドットに対してノズル４から噴射させる液滴の体積が印刷モードごとに異なる場合に印刷モードの液滴体積に応じて、その前に行うフラッシング動作時のフラッシング量を効率的に変化させることができる。よって、直後に行う印刷モードが、ノズル４から噴射させるインクの液滴体積が小さな印刷モードに合わせてフラッシング動作を行ったときに、フラッシング量が必要以上に多く、無駄にインクを消費してしまったり、逆にノズル４から噴射させるインクの液滴体積が大きな印刷モードに合わせてフラッシング動作を行うと、ノズル４内の増粘インクを十分排出することができずに、体積の小さなインクを噴射することが困難になるということがなくなり、直後の印刷モードに対してフラッシング量を適正化できる。また、このように、印刷モードに応じたフラッシング量の最適化を行うことで、従来と比べてフラッシング動作時のフラッシング量を低減することができる。また、フラッシング量が低減することで、フラッシング動作時にノズル４から噴射されたインクの受け皿２１３の容積を小さくすることができるため、インクジェットプリンタ２００をコンパクト化することができる。
【００６６】
次に、本実施形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、本実施形態と同様の構成を有するものについては同じ符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００６７】
本実施形態においては、フラッシング動作用のパルス波形に印刷動作用のパルス波形を用いていたが、別に波形信号（ＦＩＲＥ）を用意して、この波形信号のパルス波形を用いてフラッシング動作を行ってもよい。このとき、このパルス波形によって、ノズル４から噴射されるインクの液滴体積を印刷動作時に噴射されるインクの液滴体積よりも多くすることで、インクのフラッシング発数が減少して、圧電アクチュエータ２の駆動回数が減少することにより、圧電アクチュエータ２の駆動による発熱をさらに低減することができる。
【００６８】
また、本実施形態においては、予め複数の異なるパルス幅やパルス数のパルス波形を形成しＲＯＭに記憶させているが、駆動パルスの個数やパルス幅は一定で、駆動電圧を変化させてノズル４から噴射させるインクの液滴体積を変化させてもよい。
【００６９】
また、本実施形態のインクジェットヘッドにおいては、流路が形成された流路ユニットにノズルからインクを吐出させるためのエネルギー素子として圧電アクチュエータを用いて、この圧電アクチュエータを流路ユニットに積層させて構成されているが、この限りではなく、例えば、熱エネルギーをエネルギー素子としてインクに与え、インクの相変化により生じるインクの発砲時（沸騰時）の気泡圧力をインクの液滴噴射に利用してもよく、ノズルからインクを発生させるための流路ユニットと、そのインクに噴射をさせるためのエネルギー素子を備えた構成であれば、本実施形態を適用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成を示す平面図である。
【図２】インクジェットヘッドの斜視図である。
【図３】流路ユニットの分解斜視図である。
【図４】流路ユニットの拡大分解斜視図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】駆動信号のパルス波形を示す図である。
【図８】制御回路とインクジェットヘッドとの電気的な接続関係を示す概略ブロック図である。
【図９】印刷モードの説明図である。
【図１０】ノズルから噴射する液滴の体積に応じたパルス波形図である。
【図１１】各印刷モードにおけるフラッシング量を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  流路ユニット
２  圧電アクチュエータ
４  ノズル
５  ドライバＩＣ
６０  制御回路
１００  インクジェットヘッド
２００  インクジェットプリンタ
【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】
0005056326.tif 000008
【図８】
0005056326.tif 000009
【図９】
0005056326.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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