JP2003300316A - 液体噴射装置及び同装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液滴の吐出安定性を確保しつつ通常モード時
よりも速い速度で印刷する。 【解決手段】 制御部は、高速モードにおいて通常モー
ドの場合よりもキャリッジの走査速度が速くなるように
キャリッジ機構を制御すると共に、高速モードにおいて
通常モードの場合よりも駆動周期が短くなるように駆動
信号発生手段を制御し、且つ、高速モードにおいて環境
温度が所定温度よりも低い場合には、駆動信号発生手段
を制御して、液滴吐出に先立つ圧力室内への液体の吸い
込み量が通常時よりも大きくなるような波形を持つ吐出
パルスを生成可能な前記駆動信号を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一画素あたりに複
数の液滴を吐出可能な液体噴射装置及び同装置の制御方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液体噴射装置の一例であるインクジェッ
ト式記録装置は、列状に並べた状態で形成された多数の
ノズル開口を備える記録ヘッドと、この記録ヘッドを主
走査方向（記録紙幅方向）に移動させるキャリッジ機構
と、記録紙を副走査方向（紙送り方向）に移動させる紙
送り機構とを備えている。

【０００３】上記の記録ヘッドは、ノズル開口に連通し
た圧力室とこの圧力室内のインク圧力を変化させる圧力
発生素子とを備えている。この記録ヘッドでは、吐出パ
ルスを圧力発生素子に供給することで圧力室内のインク
圧力を変化させ、ノズル開口からインク滴を吐出させ
る。

【０００４】主走査方向に移動しながら記録ヘッドは、
ドットパターンデータにより規定されるタイミングでイ
ンク滴を吐出させる。そして、記録ヘッドが移動範囲の
終端に達したならば、紙送り機構は記録紙を副走査方向
に移動させる。記録紙の移動を行ったならば、キャリッ
ジ機構は記録ヘッドを再度主走査方向に移動させ、記録
ヘッドは移動中にインク滴を吐出する。

【０００５】以上の動作を繰り返し行うことにより、ド
ットパターンデータに基づく画像が記録紙上に記録され
る。

【０００６】この記録装置は、インク滴を吐出するか否
か、つまりドットの有無により画像を構成するものであ
る。この種の記録装置には、１つの画素に対して複数の
インク滴を吐出可能として、１画素あたりの吐出数を変
更することにより階調を調節する形式のものがある。

【０００７】ところで、印刷の用途によってはそれほど
高い画質が要求されない場合があり、このような場合に
は１画素あたりのインク滴の吐出数を減らしてインクの
消費量を抑制する技術が知られている。つまり、画質の
低下と引き替えにインク消費量を抑制するというもので
ある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１画素
あたりのインク滴の吐出数を間引くようにした前記の技
術では、印刷速度については通常モードと変わらない。

【０００９】一般に印刷速度を高めるためには、キャリ
ッジの走査速度を速くすると共に、これに合わせて画素
間におけるインク吐出間隔、つまり駆動信号の周期（駆
動周期）を短くすることが考えられる。

【００１０】しかしながら、駆動周期を短くすることに
よって、記録ヘッド内に形成されたインク流路における
インクの流速が速くなり、それに伴って、インク流量を
制御するためにインク流路内に形成されたインク供給口
におけるインクの流動抵抗が大きくなる。この現象は、
同一駆動周期内において１画素あたり複数のインク滴を
吐出するいわゆるマルチショットタイプの装置において
顕著であり、流動抵抗の増加によってインク滴の吐出安
定性が阻害される恐れがある。また、この現象は、環境
温度が低くインク粘性が大きい場合に顕著に現れる。

【００１１】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たものであって、液滴の吐出安定性を確保しつつ通常モ
ード時よりも速い速度で印刷することができる高速モー
ドを持つ液体噴射装置及び同装置の制御方法を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による液体噴射装置は、ノズル開口に連通す
る圧力室に対応して設けられた圧力発生素子に吐出パル
スを印加することより、前記圧力室内の液体に圧力変動
を生じさせて前記ノズル開口から液滴を吐出させる記録
ヘッドと、前記記録ヘッドが搭載されるキャリッジを有
し、前記キャリッジと共に前記記録ヘッドを主走査方向
に走査させるキャリッジ機構と、一画素あたりに複数の
液滴を吐出可能とするために一駆動周期あたりに複数の
前記吐出パルスを生成可能な駆動信号を発生する駆動信
号発生手段と、前記駆動信号からその一部又は全部を選
択することによって１つ又は複数の前記吐出パルスを生
成するパルス生成手段と、通常速度で印刷する通常モー
ドと前記通常速度よりも早い速度で印刷する高速モード
との切換操作に応じて前記駆動信号発生手段及び前記キ
ャリッジ機構を制御する制御手段と、を備え、前記制御
手段は、前記高速モードにおいて前記通常モードの場合
よりも前記キャリッジの走査速度が速くなるように前記
キャリッジ機構を制御すると共に、前記高速モードにお
いて前記通常モードの場合よりも前記駆動周期が短くな
るように前記駆動信号発生手段を制御し、且つ、前記高
速モードにおいて環境温度が所定温度よりも低い場合に
は、前記駆動信号発生手段を制御して、液滴吐出に先立
つ前記圧力室内への液体の吸い込み量が通常時よりも大
きくなるような波形を持つ前記吐出パルスを生成可能な
前記駆動信号を発生させることを特徴とする。

【００１３】上記課題を解決するために、本発明は、ノ
ズル開口に連通する圧力室に対応して設けられた圧力発
生素子に吐出パルスを印加することより、前記圧力室内
の液体に圧力変動を生じさせて前記ノズル開口から液滴
を吐出させる記録ヘッドと、前記記録ヘッドが搭載され
るキャリッジを有し、前記キャリッジと共に前記記録ヘ
ッドを主走査方向に走査させるキャリッジ機構と、一画
素あたりに複数の液滴を吐出可能とするために一駆動周
期あたりに複数の前記吐出パルスを生成可能な駆動信号
を発生する駆動信号発生手段と、前記駆動信号からその
一部又は全部を選択することによって１つ又は複数の前
記吐出パルスを生成するパルス生成手段と、通常速度で
印刷する通常モードと前記通常速度よりも早い速度で印
刷する高速モードとの切換操作に応じて前記駆動信号発
生手段及び前記キャリッジ機構を制御する制御手段と、
を備えた液体噴射装置の制御方法において、前記高速モ
ードにおいて前記通常モードの場合よりも前記キャリッ
ジの走査速度が速くなるように前記キャリッジ機構を制
御すると共に、前記高速モードにおいて前記通常モード
の場合よりも前記駆動周期が短くなるように前記駆動信
号発生手段を制御し、且つ、前記高速モードにおいて環
境温度が所定温度よりも低い場合には、前記駆動信号発
生手段を制御して、液滴吐出に先立つ前記圧力室内への
液体の吸い込み量が通常時よりも大きくなるような波形
を持つ前記吐出パルスを生成可能な前記駆動信号を発生
させる。

【００１４】また、好ましくは、前記高速モードにおい
て前記通常モードよりも一画素あたりの液滴の吐出数が
少ない前記駆動信号を発生させるように前記駆動信号発
生手段を制御する。

【００１５】また、好ましくは、前記高速モードにおい
て前記通常モードの場合よりも前記環境温度の許容範囲
を狭く設定する。

【００１６】また、好ましくは、前記通常モードにおけ
る前記環境温度の許容範囲は約１０℃から約４３℃であ
り、前記高速モードにおける前記環境温度の許容範囲は
約１５℃〜約３５℃である。

【００１７】また、好ましくは、前記圧力発生素子はた
わみ振動モードの圧電振動子によって構成されている。

【００１８】また、好ましくは、前記圧力発生素子は縦
振動モードの圧電振動子によって構成されている。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明による液体噴射装置
の一実施形態としてのインクジェット式記録装置につい
て、図面を参照して説明する。

【００２０】図１は、本実施形態によるインクジェット
式記録装置の概略構成を示した斜視図である。図１中符
号１はキャリッジであり、このキャリッジ１はキャリッ
ジモータ２により駆動されるタイミングベルト３を介し
て、ガイド部材４に案内されてプラテン５の軸方向に往
復移動されるように構成されている。キャリッジ１、キ
ャリッジモータ２、タイミングベルト３、及びガイド部
材４は、インクジェット式記録ヘッド１２をキャリッジ
１と共に主走査方向に走査させるキャリッジ機構を構成
している。

【００２１】インクジェット式記録ヘッド１２はキャリ
ッジ１の記録紙６に対向する側に搭載されており、また
その上部には記録ヘッド１２にインクを供給するインク
カートリッジ７が着脱可能に装着されている。

【００２２】インクジェット式記録装置の非印刷領域で
あるホームポジション(図１中、右側)にはキャップ部材
１３が配置されており、このキャップ部材１３はキャリ
ッジ１に搭載された記録ヘッドがホームポジションに移
動した時に、記録ヘッドのノズル形成面に押し当てられ
てノズル形成面との間に密閉空間を形成するように構成
されている。そして、キャップ部材１３の下方には、キ
ャップ部材１３により形成された密閉空間に負圧を与え
るためのポンプユニット１０が配置されている。

【００２３】キャップ部材１３における印刷領域側の近
傍には、ゴムなどの弾性板を備えたワイピング手段１１
が記録ヘッドの移動軌跡に対して例えば水平方向に進退
できるように配置されていて、キャリッジ１がキャップ
部材１３側に往復移動するに際して、必要に応じて記録
ヘッドのノズル形成面を払拭することができるように構
成されている。

【００２４】本実施形態によるインクジェット式記録装
置は、さらに、記録ヘッド１２により記録が行われる記
録紙６を主走査方向に対して直交する副走査方向に間欠
的に搬送する送り機構を備えている。

【００２５】図３は、本実施形態によるインクジェット
式記録装置の記録ヘッドの構造を示している。

【００２６】この記録ヘッド１２は、複数の圧力室３１
を形成したアクチュエータユニット３２と、ノズル開口
４７及び共通インク室３３を形成した流路ユニット３４
と、圧電振動子２５と備えている。そして、アクチュエ
ータユニット３２の前面には流路ユニット３４が接合さ
れ、アクチュエータユニット３２の背面には圧電振動子
２５が配置されている。

【００２７】圧力室３１は、圧電振動子２５の変形に伴
って膨張収縮し、圧力室３１内のインク圧力を変化させ
る。そして、この圧力室３１内のインク圧力の変化によ
ってノズル開口４７からインク滴（液滴）を吐出させ
る。例えば、圧力室３１を急激に収縮させることで圧力
室３１内を加圧し、ノズル開口４７からインク滴を吐出
させる。

【００２８】アクチュエータユニット３２は、圧力室３
１を形成する空部が形成された圧力室形成基板３５と、
この圧力室形成基板３５の前面に接合される蓋部材３６
と、この圧力室形成基板３５の背面に接合されて空部の
開口面を塞ぐ振動板３７とから構成されている。蓋部材
３６には、共通インク室３３と圧力室３１とを連通させ
るための第１インク流路３８と、圧力室３１とノズル開
口４７を連通させるための第２インク流路３９とを形成
してある。

【００２９】流路ユニット３４は、共通インク室３３を
形成する空部が形成されたインク室形成基板４１と、多
数のノズル開口４７が穿設され、インク室形成基板４１
の前面に接合されるノズルプレート４２と、インク室形
成基板４１の背面に接合される供給口形成板４３とから
構成されている。

【００３０】インク室形成基板４１には、ノズル開口４
７に連通するノズル連通口４４を形成してある。また、
供給口形成板４３には、共通インク室３３と第１インク
流路３８とを連通するインク供給口４５と、ノズル連通
口４４と第２インク流路３９とを連通する連通口４６と
を穿設してある。

【００３１】従って、この記録ヘッド１２には、共通イ
ンク室３３から圧力室３１を通ってノズル開口４７に至
る一連のインク流路が形成されている。

【００３２】圧電振動子２５は、振動板３７を挟んで圧
力室３１の反対側に形成されている。この圧電振動子２
５は平板状であり、圧電振動子２５の前面には下部電極
４８が形成され、背面には圧電振動子２５を覆うように
して上部電極４９が形成されている。

【００３３】また、アクチュエータユニット３２の両端
部には、基端部分が各圧電振動子２５の上部電極４９に
導通する接続端子５０が形成されている。この接続端子
５０の先端面は、圧電振動子２５よりも高く形成されて
いる。そして、接続端子５０の先端面には、フレキシブ
ル回路基板５１が接合され、接続端子５０及び上部電極
４９を介して圧電振動子２５に駆動波形が供給される。

【００３４】なお、圧力室３１、圧電振動子２５、及
び、接続端子５０は、図ではそれぞれ二つしか示してい
ないが、ノズル開口４７に対応して多数設けられてい
る。

【００３５】この記録ヘッド１２では、吐出パルスが入
力されると上部電極４９と下部電極４８との間に電圧差
が生じる。この電位差により圧電振動子２５は、電界と
は直交する方向に収縮する。このとき、振動板３７に接
合された圧電振動子２５の下部電極４８側は収縮せずに
上部電極４９側だけが収縮するため、圧電振動子２５及
び振動板３７は、圧力室３１側に突出するように撓み、
圧力室３１の容積を収縮させる。

【００３６】そして、ノズル開口４７からインク滴を吐
出させる場合には、ある程度収縮した状態にある圧力室
３１を一旦膨張させて圧力室３１内にインクを吸い込ん
だ後、圧力室３１を急激に収縮させる。圧力室３１が急
激に収縮されると圧力室３１内にはインク圧力の上昇が
生じ、この圧力上昇に伴ってノズル開口４７からインク
滴が吐出される。また、インク滴の吐出後に上部電極４
９の電圧を基準電位（中間電位）に戻すことにより、収
縮されていた圧力室３１内が膨張し、共通インク室３３
からインク供給口４５を通して圧力室３１にインクが供
給されると共に、メニスカスの振動が抑制される。

【００３７】図４は、本実施形態によるインクジェット
式記録装置の機能ブロック図である。図４に示したよう
にこの記録装置はプリンタコントローラ６１と、プリン
トエンジン６２とを備えている。プリンタコントローラ
６１は、ホストコンピュータ（図示せず）等から印刷デ
ータ等を受信するインターフェース６３と、各種データ
の記憶等を行うＲＡＭ６４と、各種データ処理のための
制御ルーチン等を記憶したＲＯＭ６５と、ＣＰＵ等から
成る制御部８２と、発振回路６６と、駆動信号を発生す
る駆動信号発生回路（駆動信号発生手段）８３と、ドッ
トパターンデータ（ビットマップデータ）に展開された
印刷データや駆動信号等をプリントエンジン６２に送信
するためのインターフェース６７とを備えている。

【００３８】この他に、プリンタコントローラ６１は、
記録媒体の一種であるメモリカード７６を着脱可能に保
持し、記録媒体保持部として機能するカードスロット７
７と、メモリカード７６に記録された情報を制御部８２
に送信するカードインターフェース７８とを備えてい
る。上記のメモリカード７６には、駆動信号の波形に関
するデータが記録されている。なお、メモリカード７６
以外の記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商
標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク等も使
用することができる。

【００３９】そして、制御部８２はコンピュータの一種
であり、メモリカード７６に記録された駆動信号の波形
データやＲＯＭ６５に記録された制御ルーチン等を参照
してインク滴の吐出制御を行う。

【００４０】インターフェース６３は、例えばキャラク
タコード、グラフィック関数、イメージデータのいずれ
か１つのデータ又は複数のデータからなる印刷データを
ホストコンピュータから受信する。また、インターフェ
ース６３は、ホストコンピュータに対してビジー（ＢＵ
ＳＹ）信号やアクノレッジ（ＡＣＫ）信号等を出力する
ことができる。

【００４１】ＲＡＭ６４は、受信バッファ、中間バッフ
ァ、出力バッファ及びワークメモリ（図示せず）等とし
て利用されるものである。受信バッファにはホストコン
ピュータからの印刷データが一時的に記憶され、中間バ
ッファには中間コードデータが記憶され、出力バッファ
にはドットパターンデータが展開される。

【００４２】ＲＯＭ６５は、制御部８２によって実行さ
れる各種制御ルーチン、フォントデータ、及びグラフィ
ック関数等を記憶している。

【００４３】なお、このＲＯＭ６５には、変更されずに
継続的に使用される制御ルーチン（制御プログラム）が
記憶されている。そして、駆動信号の波形に関するデー
タ等、バージョンアップや変更が予定されるものは、上
記のメモリカード７６に記録される。

【００４４】制御部８２は、メモリカード７６から読み
取った駆動信号の波形に関するデータに基づいて駆動信
号発生回路８３を制御して、印刷モードに応じて後述す
る所定の駆動信号を生成させる。

【００４５】プリントエンジン６２は、記録ヘッド１２
を主走査方向に駆動するステッピングモータ８０、記録
紙を移送する紙送りモータ８１、及び記録ヘッド１６２
の電気駆動系７１とから構成されている。記録ヘッド１
６２の電気駆動系７１は、シフトレジスタ７２、ラッチ
回路７３、レベルシフタ７４、スイッチ７５、及び圧電
振動子１６１等を備えている。なお、シフトレジスタ７
２、ラッチ回路７３、レベルシフタ７４、及びスイッチ
７５は、本発明におけるパルス生成手段として機能す
る。

【００４６】図５は、駆動信号発生回路８３の一例を示
すものであって、この駆動信号発生回路８３は、波形生
成回路９１と電流増幅回路９２とを備えている。

【００４７】波形生成回路９１は、波形メモリ９３と、
第１波形ラッチ回路９４と、第２波形ラッチ回路９５
と、加算器９６と、デジタルアナログ変換器９７と、電
圧増幅回路９８とを備えている。

【００４８】波形メモリ９３は、制御部８２から出力さ
れた複数種類の電圧変化量のデータを個別に記憶する変
化量データ記憶手段として機能する。この波形メモリ９
３には第１波形ラッチ回路９４が電気的に接続されてい
る。そして、第１波形ラッチ回路９４は、第１タイミン
グ信号に同期して波形メモリ９３の所定アドレスに記憶
された電圧変化量のデータを保持する。加算器９６には
第１波形ラッチ回路９４の出力と第２波形ラッチ回路９
５の出力が入力され、この加算器９６の出力側には上記
の第２波形ラッチ回路９５が電気的に接続されている。
そして、この加算器９６は、変化量データ加算手段とし
て機能して、出力信号同士を加算して出力する。

【００４９】第２波形ラッチ回路９５は、第２タイミン
グ信号に同期して加算器９６から出力されたデータ（電
圧情報）を保持する出力データ保持手段である。Ｄ／Ａ
変換器９７は、第２波形ラッチ回路９５の出力側に電気
的に接続されており、第２波形ラッチ回路９５が保持す
る出力信号をアナログ信号に変換する。電圧増幅回路９
８は、Ｄ／Ａ変換器９７の出力側に電気的に接続されて
おり、Ｄ／Ａ変換器９７で変換されたアナログ信号を駆
動信号の電圧まで増幅する。

【００５０】電流増幅回路９２は、電圧増幅回路９８の
出力側に電気的に接続されており、電圧増幅回路９８で
電圧が増幅された信号に対する電流増幅を行って駆動信
号（ＣＯＭ）として出力する。

【００５１】上記の構成を有する駆動信号発生回路８３
では、駆動信号の生成に先立って、電圧変化量を示す複
数の変化量データを波形メモリ９３の記憶領域に個別に
記憶させる。例えば、制御部８２は、変化量データとこ
の変化量データに対応するアドレスデータとを波形メモ
リ９３に出力する。そして、波形メモリ９３は、変化量
データをアドレスデータで指定される記憶領域に記憶す
る。なお、変化量データは正負の情報（増減情報）を含
んだデータで構成され、アドレスデータは４ビットのア
ドレス信号で構成される。

【００５２】このようにして、複数種類の変化量データ
が波形メモリ９３に記憶されると、駆動信号の生成が可
能になる。

【００５３】駆動信号の生成は、変化量データを第１波
形ラッチ回路９４にセットし、所定の更新周期毎に、第
１波形ラッチ回路９４にセットした変化量データを第２
波形ラッチ回路９５からの出力電圧に加算することで行
う。

【００５４】なお、制御部８２としては、例えば単体で
直接的に記録装置に接続されたホストコンピュータや、
また、ネットワークを介して接続された多数のコンピュ
ータのうちの１つのコンピュータを使用することもでき
る。

【００５５】そして、図１に示した記録ヘッド１６２に
おいては、印刷データによって圧電振動子２５に駆動信
号を入力するか否かを制御することができる。例えば、
印刷データが「１」の期間においてはスイッチ７５が接
続状態となるので、駆動信号（ＣＯＭ）が圧電振動子２
５に供給される。そして、供給された部分の駆動信号に
よって圧電振動子２５が変形する。また、印刷データが
「０」の期間においてはスイッチ７５が非接続状態とな
るので、圧電振動子２５への駆動信号の供給は遮断され
る。なお、この印刷データが「０」の期間では、各圧電
振動子２５は直前の電荷を保持し、直前の変形状態が維
持される。

【００５６】図６（ａ）、（ｂ）は、駆動信号発生回路
８３が発生する駆動信号の波形を示した図であり、図６
（ａ）は環境温度が２５℃の場合の通常モード及び高速
モードの駆動信号を示し、図６（ｂ）は環境温度が１５
℃の場合の通常モード及び高速モードの駆動信号を示し
ている。なお、図６（ａ）、（ｂ）においては、説明の
便宜上、通常モードにおける２５℃及び１５℃の駆動信
号を同一波形で示しているが、実際には環境温度に応じ
て駆動信号中の吐出パルスの波形を変えている。この点
は高速モードについても同様である。

【００５７】図６（ａ）、（ｂ）に示したように本実施
形態においては、一駆動周期Ｔ（又はＴ’）の駆動信号
の中に４つの吐出パルスが含まれている。つまり、本実
施形態によるインクジェット式記録装置では、同一駆動
周期Ｔ（又はＴ’）内において一画素あたりに最大４つ
のインク滴を吐出することができる。なお、上述したパ
ルス生成手段によって駆動信号からその一部を選択する
ことによって、３つ以下の吐出パルスを生成して圧電振
動子２５に印加することも可能である。

【００５８】そして、図４に示した制御部８２は、通常
速度で印刷する通常モードと通常速度よりも早い速度で
印刷する高速モードとの切換操作に応じて駆動信号発生
回路８３を制御して、通常モードにおいては図６
（ａ）、（ｂ）中の実線で示した駆動信号を発生させ、
高速モードにおいては図６（ａ）、（ｂ）中の破線で示
した駆動信号を発生させる。

【００５９】また制御部８２は、通常モードと高速モー
ドとの切換操作に応じてプリントエンジン６２のステッ
ピングモータを制御して、高速モードにおいて通常モー
ドの場合よりもキャリッジ１の走査速度が速くなるよう
にキャリッジ機構を制御する。

【００６０】図６から分かるように高速モードにおける
駆動周期Ｔ’は、通常モードにおける駆動周期Ｔよりも
短く設定されている。つまり、高速モードにおいては、
キャリッジ１の走査速度を高めると同時に駆動周期を短
くすることによって印刷速度を高めている。

【００６１】ここで、高速モードにおける駆動周期の短
縮は、通常モードにおける駆動信号の中の中間電位（基
準電位）Ｖｍにあたる部分を短くすることで達成され
る。つまり、駆動信号中に含まれる４つの吐出パルス自
体の波形は、通常モードと高速モードとで共通してい
る。

【００６２】さらに、図６（ａ）に破線で示した２５℃
における高速モードの駆動信号と、図６（ｂ）に破線で
示した１５℃における高速モードの駆動信号とを比較す
ると分かるように、１５℃の場合の中間電位Ｖｍ’が２
５℃の場合の中間電位Ｖｍよりも高く設定されている。
つまり、高速モードにおける１５℃の場合には、インク
吐出に先立つ圧力室３１内へのインクの吸い込み量が、
２５℃の場合よりも大きくなる。

【００６３】高速モードにおいては駆動周期Ｔ’が通常
モードの駆動周期Ｔよりも短いので、図３に示した記録
ヘッド１２のインク供給口４５におけるインクの流速が
速くなり、これに伴ってインクの流動抵抗が増大する。
このため、何ら手当をしない場合には、特に低温時にお
いて高速モードにおける吐出特性が不安定になる恐れが
ある。しかしながら、本実施形態においては、低温時に
高速モードを実行する場合にはインク吐出に先立つ圧力
室３１内へのインクの吸い込み量が大きくなるようにし
ているので、吐出特性の不安定化を防止することができ
る。

【００６４】さらに、制御部８２は、高速モードにおい
ては通常モードの場合よりも環境温度の許容範囲を狭く
設定する。例えば、通常モードにおける環境温度の許容
範囲が１０℃から４３℃の場合、高速モードにおける環
境温度の許容範囲を１５℃から３５℃に設定して、この
許容範囲を越えている場合には高速モードを選択できな
いようにする。これは、前記の如く低温時の高速モード
において中間電位を引き上げた結果、インク吐出後のメ
ニスカスを安定させるための制振波形の電位差を十分に
取れない場合があること、また、温度が低すぎると中間
電位の引き上げでは対応しきれない場合があること、さ
らに、温度が高すぎると駆動周期の短縮化によるインク
流量の増加により吐出特性が不安定化する場合があるこ
と等を考慮したものである。

【００６５】また、本実施形態においては、一駆動周期
における一画素あたりのインク滴の吐出数を通常モード
及び高速モードの両者共に最大４滴としているが、高速
モードにおいては図６（ａ）、（ｂ）に示した駆動信号
中の最後尾の吐出パルスを省略して一画素あたり最大３
滴に設定し、駆動周期Ｔ’をさらに短くすると共に、キ
ャリッジ１の走査速度をさらに速く設定することもでき
る。

【００６６】このようにすれば、通常モードに比べて画
質は低下するものの、高速モードにおける印刷速度をさ
らに向上させることができると共に、インク消費量を抑
制することができる。

【００６７】なお、上記実施形態及びその変形例では、
たわみ振動モードの圧電振動子２５を圧力発生素子とし
て使用した記録ヘッド１２を例示したが、本発明は、図
７に示す縦振動モードの圧電振動子１６１を用いた記録
ヘッド１６２にも適用することができる。

【００６８】この記録ヘッド１６２は、合成樹脂製の基
台１６３と、この基台１６３の前面（図の左側に相当す
る）に貼着された流路ユニット１６４とを備えている。
そして、この流路ユニット１６４は、ノズル開口１６５
が穿設されたノズルプレート１６６と、振動板１６７
と、流路形成板１６８とから構成されている。

【００６９】基台１６３は、前面と背面に開放された収
容空間１６９が設けられたブロック状部材である。この
収容空間１６９には、固定基板１７０に固定された圧電
振動子１６１が収容されている。

【００７０】ノズルプレート１６６は、副走査方向に沿
って多数のノズル開口１６５が穿設された薄い板状部材
である。各ノズル開口１６５は、ドット形成密度に対応
した所定ピッチで開設されている。振動板１６７は、圧
電振動子１６１が当接する厚肉部としてのアイランド部
１７１と、このアイランド部１７１の周囲を囲うように
設けられ、弾性を有する薄肉部１７２とを備えた板状部
材である。

【００７１】アイランド部１７１は、一つのノズル開口
１６５に一つのアイランド部１７１が対応するように、
所定ピッチで多数設けられている。

【００７２】流路形成板１６８は、圧力室１７３、共通
インク室１７４、及び、これらの圧力室１７３と共通イ
ンク室１７４とを連通するインク供給口１７５を形成す
るための開口部が設けられている。

【００７３】そして、ノズルプレート１６６を流路形成
板１６８の前面に配設するとともに、振動板１６７を背
面側に配設し、ノズルプレート１６６と振動板１６７と
により流路形成板１６８を挟んだ状態で、接着等により
一体化されて流路ユニット１６４が形成されている。

【００７４】この流路ユニット１６４では、ノズル開口
１６５の背面側に圧力室１７３が形成され、この圧力室
１７３の背面側に振動板１６７のアイランド部１７１が
位置している。また、圧力室１７３と共通インク室１７
４とがインク供給口１７５によって連通している。

【００７５】圧電振動子１６１の先端は、アイランド部
１７１に背面側から当接され、この当接状態で圧電振動
子１６１が基台１６３に固定されている。また、この圧
電振動子１６１には、フレキシブルケーブルを介して、
後に詳述する駆動信号（ＣＯＭ）や印刷データ（ＳＩ）
等が供給される。

【００７６】縦振動モードの圧電振動子１６１は、充電
されると電界と直交する方向に収縮し、放電すると電界
と直交する方向に伸長する特性を有する。したがって、
この記録ヘッド１６２では、充電されることにより圧電
振動子１６１は後方に収縮し、この収縮に伴ってアイラ
ンド部１７１が後方に引き戻され、収縮していた圧力室
１７３が膨張する。この膨張に伴って共通インク室１７
４のインクがインク供給口１７５を通って圧力室１７３
内に流入する。一方、放電することにより圧電振動子１
６１は前方に向けて伸長し、弾性板のアイランド部１７
１が前方に押されて圧力室１７３が収縮する。この収縮
に伴って圧力室１７３内のインク圧力が高くなる。

【００７７】このように、この記録ヘッド１６２では、
圧電振動子１６１の充放電による電圧レベルと圧力室１
７３の膨張収縮との関係が、上述した記録ヘッド１２と
逆になっている。従って、この記録ヘッド１６２を用い
る場合には、上述した駆動信号を、中間電位を境に電圧
の正負を反対にした駆動信号および駆動波形が用いられ
る。すなわち、この記録ヘッド１６２では、圧力室１７
３へのインクの充填は電圧を下降させることでおこな
う。同様に、インク滴の吐出は、電圧を上昇させること
により行う。

【００７８】そして、この縦振動モードの記録ヘッド１
６２を用いた場合でも、上記実施形態と同様の効果を得
ることができる。

【００７９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、高速
モードにおいて通常モードの場合よりもキャリッジの走
査速度が速くなるようにキャリッジ機構を制御すると共
に、高速モードにおいて通常モードの場合よりも駆動周
期が短くなるように駆動信号発生手段を制御し、且つ、
高速モードにおいて環境温度が所定温度よりも低い場合
には、駆動信号発生手段を制御して、液滴吐出に先立つ
圧力室内への液体の吸い込み量が通常時よりも大きくな
るような波形を持つ吐出パルスを生成可能な駆動信号を
発生させるようにしたので、高速モードにおいては液滴
の吐出安定性を確保しつつ通常モード時よりも速い速度
で印刷することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液体噴射装置の一実施形態による
インクジェット式記録装置の概略構成を示した斜視図。

【図２】本発明による液体噴射装置の一実施形態による
インクジェット式記録装置の概略構成を示した他の斜視
図。

【図３】図１及び図２に示したインクジェット式記録装
置の記録ヘッドの構造を示す断面図。

【図４】図１及び図２に示したインクジェット式記録装
置の機能ブロック図。

【図５】図１及び図２に示したインクジェット式記録装
置の駆動信号発生回路の要部を示すブロック図。

【図６】図１及び図２に示したインクジェット式記録装
置にて使用される駆動信号を示した図であり、（ａ）は
環境温度が２５℃の場合の駆動信号を示し、（ｂ）は環
境温度が１５℃の場合の駆動信号を示す。

【図７】本発明に適用可能な他の記録ヘッドの構造を示
した断面図。

【符号の説明】

１２、１６２ 記録ヘッド ４７、１６５ ノズル開口 ２５、１６１ 圧電振動子 ３１、１７３ 圧力室 ３２ アクチュエータユニット ３３、１７４ 共通インク室 ３４、１６４ 流路ユニット ３７、１６７ 振動板 ４２、１６６ ノズルプレート ７１ 記録ヘッドの電気駆動系 ７２ シフトレジスタ ７３ ラッチ回路 ７４ レベルシフタ ７５ スイッチ ８０ ステッピングモータ ８２ 制御部 ８３ 駆動信号発生回路（駆動信号発生手段）

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ノズル開口に連通する圧力室に対応して設
   けられた圧力発生素子に吐出パルスを印加することよ
   り、前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせて前記ノ
   ズル開口から液滴を吐出させる記録ヘッドと、 前記記録ヘッドが搭載されるキャリッジを有し、前記キ
   ャリッジと共に前記記録ヘッドを主走査方向に走査させ
   るキャリッジ機構と、 一画素あたりに複数の液滴を吐出可能とするために一駆
   動周期あたりに複数の前記吐出パルスを生成可能な駆動
   信号を発生する駆動信号発生手段と、 前記駆動信号からその一部又は全部を選択することによ
   って１つ又は複数の前記吐出パルスを生成するパルス生
   成手段と、 通常速度で印刷する通常モードと前記通常速度よりも早
   い速度で印刷する高速モードとの切換操作に応じて前記
   駆動信号発生手段及び前記キャリッジ機構を制御する制
   御手段と、を備え、 前記制御手段は、前記高速モードにおいて前記通常モー
   ドの場合よりも前記キャリッジの走査速度が速くなるよ
   うに前記キャリッジ機構を制御すると共に、前記高速モ
   ードにおいて前記通常モードの場合よりも前記駆動周期
   が短くなるように前記駆動信号発生手段を制御し、且
   つ、前記高速モードにおいて環境温度が所定温度よりも
   低い場合には、前記駆動信号発生手段を制御して、液滴
   吐出に先立つ前記圧力室内への液体の吸い込み量が通常
   時よりも大きくなるような波形を持つ前記吐出パルスを
   生成可能な前記駆動信号を発生させることを特徴とする
   液体噴射装置。
2. 【請求項２】前記制御手段は、さらに、前記高速モード
   において前記通常モードよりも一画素あたりの液滴の吐
   出数が少ない前記駆動信号を発生させるように前記駆動
   信号発生手段を制御することを特徴とする請求項１記載
   の液体噴射装置。
3. 【請求項３】前記制御手段は、前記高速モードにおいて
   前記通常モードの場合よりも前記環境温度の許容範囲を
   狭く設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の
   液体噴射装置。
4. 【請求項４】前記通常モードにおける前記環境温度の許
   容範囲は約１０℃から約４３℃であり、前記高速モード
   における前記環境温度の許容範囲は約１５℃〜約３５℃
   であることを特徴とする請求項３記載の液体噴射装置。
5. 【請求項５】前記圧力発生素子はたわみ振動モードの圧
   電振動子によって構成されていることを特徴とする請求
   項１乃至４のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
6. 【請求項６】前記圧力発生素子は縦振動モードの圧電振
   動子によって構成されていることを特徴とする請求項１
   乃至４のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
7. 【請求項７】ノズル開口に連通する圧力室に対応して設
   けられた圧力発生素子に吐出パルスを印加することよ
   り、前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせて前記ノ
   ズル開口から液滴を吐出させる記録ヘッドと、前記記録
   ヘッドが搭載されるキャリッジを有し、前記キャリッジ
   と共に前記記録ヘッドを主走査方向に走査させるキャリ
   ッジ機構と、一画素あたりに複数の液滴を吐出可能とす
   るために一駆動周期あたりに複数の前記吐出パルスを生
   成可能な駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、前記
   駆動信号からその一部又は全部を選択することによって
   １つ又は複数の前記吐出パルスを生成するパルス生成手
   段と、通常速度で印刷する通常モードと前記通常速度よ
   りも早い速度で印刷する高速モードとの切換操作に応じ
   て前記駆動信号発生手段及び前記キャリッジ機構を制御
   する制御手段と、を備えた液体噴射装置の制御方法にお
   いて、 前記高速モードにおいて前記通常モードの場合よりも前
   記キャリッジの走査速度が速くなるように前記キャリッ
   ジ機構を制御すると共に、前記高速モードにおいて前記
   通常モードの場合よりも前記駆動周期が短くなるように
   前記駆動信号発生手段を制御し、且つ、前記高速モード
   において環境温度が所定温度よりも低い場合には、前記
   駆動信号発生手段を制御して、液滴吐出に先立つ前記圧
   力室内への液体の吸い込み量が通常時よりも大きくなる
   ような波形を持つ前記吐出パルスを生成可能な前記駆動
   信号を発生させることを特徴とする液体噴射装置の制御
   方法。
8. 【請求項８】前記高速モードにおいて前記通常モードよ
   りも一画素あたりの液滴の吐出数が少ない前記駆動信号
   を発生させるように前記駆動信号発生手段を制御するこ
   とを特徴とする請求項７記載の液体噴射装置の制御方
   法。
9. 【請求項９】前記高速モードにおいて前記通常モードの
   場合よりも前記環境温度の許容範囲を狭く設定すること
   を特徴とする請求項７又は８に記載の液体噴射装置の制
   御方法。
10. 【請求項１０】前記通常モードにおける前記環境温度の
    許容範囲は約１０℃から約４３℃であり、前記高速モー
    ドにおける前記環境温度の許容範囲は約１５℃〜約３５
    ℃であることを特徴とする請求項９記載の液体噴射装置
    の制御方法。
11. 【請求項１１】前記圧力発生素子はたわみ振動モードの
    圧電振動子によって構成されていることを特徴とする請
    求項７乃至１０のいずれか一項に記載の液体噴射装置の
    制御方法。
12. 【請求項１２】前記圧力発生素子は縦振動モードの圧電
    振動子によって構成されていることを特徴とする請求項
    ７乃至１０のいずれか一項に記載の液体噴射装置の制御
    方法。