JP2004074500A - Liquid ejector and its ejection control method - Google Patents

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JP2004074500A
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Hirofumi Teramae
寺前　浩文
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a liquid ejector ejecting a liquid drop bi-directionally in which ejection quantity of liquid drop is arranged between the outward stroke and returning stroke. <P>SOLUTION: A driving signal generating circuit generates such an outward stroke driving signal COM1 as a small dot ejection pulse DP2 is arranged in the rear of an intermediate dot ejection pulse DP1 during the outward stroke scanning of a recording head, and generates such a returning stroke driving signal COM2 as a microoscillation pulse VP is arranged between the ejection pulses DP1 and DP2 while reversing the order of arrangement of both ejection pulses as compared with that in outward stroke scanning during returning stroke scanning of the recording head. When both dot ejection pulses DP1 and DP2 are fed successively during returning stroke scanning, a pulse supply means supplies the microoscillation pulse to a pressure generating element prior to the intermediate dot ejection pulse DP1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の液体を噴射する液体噴射装置、及び、この液体噴射装置による液滴の吐出制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体噴射装置は噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の液体を噴射（吐出）する装置である。この液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンタやインクジェット式プロッタ等の画像記録装置があるが、最近では極く少量の液体を所定位置に正確に供給できるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタを製造するディスプレー製造装置，有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極を形成する電極製造装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを吐出し、ディスプレー製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Ｒｅｄ）・Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）・Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各色材の溶液を吐出する。また、電極製造装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を吐出し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を吐出する。
【０００３】
このような噴射ヘッドには種々の形式があるが、広く普及している所謂オン・デマンド方式のものは、リザーバから圧力室を経てノズル開口に至る一連の液体流路をノズル開口に対応する複数備え、圧力発生素子の作動によって圧力室内の液体に生じた圧力変動を利用してノズル開口から液滴を吐出させる。この噴射ヘッドにおいて、ノズル開口では液体の自由表面（以下、メニスカスという。）が露出している。そして、このメニスカスを通じて液体の溶媒成分が蒸発してしまうので、ノズル開口付近の液体は濃度上昇が生じ易い。そこで、メニスカスをノズル開口付近で微振動させ、液体の濃度上昇を可及的に防止することが行われている。例えば、液滴を吐出させない程度に圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる微振動パルスを駆動信号中に含ませ、液滴を吐出させない場合には微振動パルスを圧力発生素子に供給してメニスカスを微振動させている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
そして、この種の液体噴射装置では、単位時間あたりの液滴の吐出量を向上させつつ着弾する液滴の量を緻密に制御するという要請がある。インクジェット式プリンタを例に挙げると、単位時間あたりの液滴の吐出量を向上させることで画像データの記録紙への記録速度が向上し、着弾する液滴の量を緻密に制御することで最適な大きさのドットで記録できて画質の向上が図れる。この要請に応えるため、噴射ヘッドを主走査方向に沿って往復移動させると共に往路と復路の両方で液体を吐出する双方向噴射が行われている。また、圧力発生素子を駆動する駆動パルスとして、小液滴を吐出させる小液滴吐出パルスと中液滴を吐出させる中液滴吐出パルスとを用いて駆動信号を構成すると共に、制御単位としての吐出周期内で小液滴と中液滴とを選択的に吐出可能に構成し、非記録、小液滴、中液滴、大液滴（小液滴＋中液滴）の４段階で液滴の吐出を制御することも行われている。さらに、噴射ヘッドの復路走査時に発生する復路駆動信号に関し、各駆動パルスの配置を往路走査時に発生する往路駆動信号とは逆順にすることで、小液滴の着弾位置と中液滴の着弾位置を往路走査時と復路走査時とで揃えるようにした装置も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
なお、上記の特許文献１とは特開平１０−８１０１２号公報（第８頁，図４）であり、特許文献２とは特開２０００−１００１号公報（第８−９頁，図１１−１２）である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、単位時間あたりの液滴の吐出量を向上させる観点からは１つの吐出周期は短い方がよい。これは、液滴の高周波吐出が可能になるからである。また、着弾する液滴の量を緻密に制御する観点からは、この吐出周期は長い方がよい。これは、より多くの種類の吐出パルスを液滴の吐出に使用することができるためである。しかしながら、１つの吐出周期内に含ませるパルス数を増やした場合にはこの吐出周期が長くなってしまい、この吐出周期を短くした場合には含ませ得る吐出パルスの数（吐出可能な液滴の種類）が少なくなってしまう。
【０００７】
また、往路駆動信号と復路駆動信号とで各駆動パルスの配置を逆順序にした構成では、大液滴を吐出させる場合に、例えば、往路走査時では中液滴吐出パルスから小液滴吐出パルスの順で圧力発生素子に供給され、復路走査時では小液滴吐出パルスから中液滴吐出パルスの順で圧力発生素子に供給される。液滴が吐出されるとメニスカスは比較的大きく振動するが、その振動パターンは小液滴の吐出時と中液滴の吐出時とで異なり、吐出される液滴の量も駆動パルス供給時点におけるメニスカスの位置によって左右される。例えば、同じ波形形状の吐出パルスを供給したとしても、メニスカスがノズル開口の縁よりも奥の位置で吐出パルスを供給した場合は、ノズル開口の縁よりも盛り上がった状態で吐出パルスを供給した場合よりも液滴の量が少なくなる。従って、往路駆動信号と復路駆動信号とで各駆動パルスを単に入れ替えただけでは、２つの駆動パルスによって吐出される液滴の合計量がばらついてしまう可能性がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、一吐出周期を可及的に短くしつつも吐出される液滴の種類を増やすことを目的とする。また、双方向噴射を行うものにおいて往路と復路の液滴の吐出量を揃えることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載のものは、圧力発生素子の作動によって圧力室内の液体圧力を変化させ、この圧力変化によってノズル開口から液滴を吐出可能な噴射ヘッドと、複数の駆動パルスを含んだ駆動信号を吐出周期毎に繰り返し発生可能な駆動信号発生手段と、駆動信号発生手段が発生した駆動信号から駆動パルスを選択的に圧力発生素子に供給可能なパルス供給手段とを備えた液体噴射装置において、
前記駆動信号発生手段は、メニスカスを微振動させる微振動パルスとインク滴を吐出させる吐出パルスとを含み、吐出パルスよりも前に微振動パルスを配置した駆動信号を発生し、
前記パルス供給手段は、吐出パルスの供給に先立って微振動パルスの供給或いは非供給を選択することで、該吐出パルスによる液滴の量を異ならせることを特徴とする液体噴射装置である。
【００１０】
請求項２に記載のものは、前記駆動信号発生手段は、複数の吐出パルスを一吐出周期内に含んだ駆動信号を発生することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置である。
【００１１】
請求項３に記載のものは、前記駆動信号発生手段は、量が異なる複数の吐出パルスを一吐出周期内に含んだ駆動信号を発生することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置である。
【００１２】
請求項４に記載のものは、圧力発生素子の作動によって圧力室内の液体圧力を変化させ、この圧力変化によってノズル開口から液滴を吐出可能な噴射ヘッドと、該噴射ヘッドを主走査方向に沿って移動可能なヘッド走査機構と、複数の駆動パルスを含んだ駆動信号を吐出周期毎に繰り返し発生可能な駆動信号発生手段と、駆動信号発生手段が発生した駆動信号から駆動パルスを選択的に圧力発生素子に供給可能なパルス供給手段とを備えた液体噴射装置において、
前記駆動信号は、メニスカスを微振動させる微振動パルスと、異なる量の液滴を吐出可能な第１の吐出パルス及び第２の吐出パルスとを含み、
前記駆動信号発生手段は、噴射ヘッドの往路走査時に第１の吐出パルスよりも後に第２の吐出パルスが配置された往路駆動信号を発生し、噴射ヘッドの復路走査時に両吐出パルスの配置を往路走査時と逆順にすると共に両吐出パルスの間に微振動パルスを配置した復路駆動信号を発生し、
前記パルス供給手段は、復路走査時において両吐出パルスを続けて供給する場合に、前記微振動パルスを第１の吐出パルスに先立って圧力発生素子へ供給することを特徴とする液体噴射装置である。
【００１３】
請求項５に記載のものは、前記第１の吐出パルスが中液滴を吐出させる中液滴吐出パルスであり、第２の吐出パルスが小液滴を吐出させる小液滴吐出パルスであることを特徴とする請求項４に記載の液体噴射装置である。
【００１４】
請求項６に記載のものは、前記駆動信号発生手段は、複数の吐出パルスを吐出周期を跨いで一定間隔で発生することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の液体噴射装置である。
【００１５】
請求項７に記載のものは、圧力発生素子の作動によって圧力室内の液体圧力を変化させ、この圧力変化によってノズル開口から液滴を吐出可能な噴射ヘッドと、複数の駆動パルスを含んだ駆動信号を吐出周期毎に繰り返し発生可能な駆動信号発生手段と、駆動信号発生手段が発生した駆動信号から駆動パルスを選択的に圧力発生素子に供給可能なパルス供給手段とを備えた液体噴射装置の吐出制御方法において、
メニスカスを微振動させる微振動パルスと液滴を吐出させる吐出パルスとを含み、微振動パルスの後に吐出パルス信号が配置された駆動信号を駆動信号発生手段から発生させ、
微振動パルスの供給或いは非供給をパルス供給手段によって選択することで、前記吐出パルスにより吐出される液滴の量を異ならせることを特徴とする液体噴射装置の吐出制御方法である。
【００１６】
請求項８に記載のものは、圧力発生素子の作動によって圧力室内の液体圧力を変化させ、この圧力変化によってノズル開口から液滴を吐出可能な噴射ヘッドと、該噴射ヘッドを主走査方向に沿って移動可能なヘッド走査機構と、複数の駆動パルスを含んだ駆動信号を吐出周期毎に繰り返し発生可能な駆動信号発生手段と、駆動信号発生手段が発生した駆動信号から駆動パルスを選択的に圧力発生素子に供給可能なパルス供給手段とを備えた液体噴射装置の吐出制御方法において、噴射ヘッドの往路走査時には、所定量の液滴を吐出させる第１の吐出パルスを、量が異なる液滴を吐出させる第２の吐出パルスよりも前に配置した往路駆動信号を駆動信号発生手段から発生させ、
噴射ヘッドの復路走査時には、第１の吐出パルスを第２の吐出パルスよりも後に配置すると共にこれらの吐出パルスの間にメニスカスを微振動させる微振動パルスを配置した復路駆動信号を駆動信号発生手段から発生させ、
噴射ヘッドの復路走査時に前後の吐出パルスを続けて供給するにあたり、微振動パルスも圧力発生素子に供給することを特徴とする液体噴射装置の吐出制御方法である。
【００１７】
請求項９に記載のものは、前記第１の吐出パルスが中液滴を吐出させる中液滴吐出パルスであり、第２の吐出パルスが小液滴を吐出させる小液滴吐出パルスであることを特徴とする請求項８に記載の液体噴射装置の吐出制御方法である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では液体噴射装置の一形態である画像記録装置、詳しくは、インクジェット式プリンタを例に挙げて説明するが、本発明は製造装置等の産業機械にも適用できる。
【００１９】
図１に示したインクジェット式プリンタ１（以下、プリンタ１と呼ぶ）は、記録ヘッド２が取り付けられると共にインクカートリッジ３を保持可能なカートリッジホルダ部４を有するキャリッジ５を備えている。このキャリッジ５は、ハウジング６に架設したガイド部材７に対して移動可能に取り付けられており、ヘッド走査機構によりこのガイド部材７に沿って往復移動される。
【００２０】
ヘッド走査機構は、ハウジング６の左右一端側に取り付けたパルスモータ８と、このパルスモータ８の回転軸に接続した駆動プーリー９と、ハウジング６の左右他端側に設けた遊転プーリー１０と、駆動プーリー９と遊転プーリー１０との間に架け渡されると共にキャリッジ５に接続されたタイミングベルト１１と、パルスモータ８の回転を制御する制御部１２（図３参照）等を備えて構成してある。即ち、このヘッド走査機構は、パルスモータ８を動作させることにより、記録ヘッド２を印刷記録媒体の一種である記録紙１３の幅方向（つまり、主走査方向）に往復移動させる。なお、この記録紙１３は、液滴が着弾する着弾対象物の一種でもある。また、プリンタ１は、記録紙１３を主走査方向とは直交する副走査方向に送り出す紙送り機構を備えている。この紙送り機構は、紙送りモータ１４及びプラテンローラ１５等から構成されており、記録ヘッド２の主走査に連動させて記録紙１３を順次送り出す。
【００２１】
上記の記録ヘッド２は、キャリッジ５における記録紙１３との対向面（下面）に取り付けられている。この記録ヘッド２は、図２に示すように、ブロック状ケース２１の先端面に流路ユニット２２を接合した構成であり、振動子ユニット２３によって流路ユニット２２内の圧力室２４に圧力変動を生じさせてノズル開口２５からインク滴を吐出する構成である。
【００２２】
ケース２１は、振動子ユニット２３を収納するための収納空部２６を内部に備えており、例えばエポキシ等の合成樹脂によって作製される。そして、この収納空部２６は、流路ユニット２２との接合面側の開口から反対面までを貫通するように設けられている。
【００２３】
流路ユニット２２は、流路形成基板２７の一方の面にノズルプレート２８を、他方の面に振動板２９を接合した構成とされる。流路形成基板２７は、例えば、シリコンウエハーや金属板によって作製されている。本実施形態では、シリコンウエハーをエッチング加工することで、各ノズル開口２５…と連通する複数の圧力室２４…と、リザーバ３０と、リザーバ３０と各圧力室２４…とを連通する複数の液供給路３１…等を適宜に形成している。ノズルプレート２８は、例えば、薄手のステンレス板によって作製され、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル開口２５…が列状に開設される。振動板２９は、ステンレス製の支持板３２にＰＰＳ膜等の弾性体膜３３を積層した二重構造を採り、各圧力室２４…に対応する部分は支持板３２が環状にエッチング加工されて、環内に島部３４が形成される。
【００２４】
振動子ユニット２３は、圧力発生素子の一種である複数の圧電振動子３５…と、これらの圧電振動子３５…の一部が接合される固定板３６とから概略構成されている。圧電振動子３５は、圧電体と電極層とを交互に積層した一枚の圧電板に、各圧力室２４…に対応した所定ピッチでスリット部を形成することにより櫛歯状に作製される。また、固定板３６は、この櫛歯状振動子の基端側部分に接合される。この振動子ユニット２３は、各圧電振動子３５…の先端を開口から臨ませた状態で収納空部２６内に取り付けられる。即ち、固定板３６の背面と収納空部２６の壁面とを接着することで取り付けられる。そして、この収納状態において、各圧電振動子３５…の先端は、振動板２９の対応する島部３４…に当接し接合される。
【００２５】
各圧電振動子３５…は、対向する電極間に電位差を与えることにより、積層方向と直交する素子長手方向に伸縮し、圧力室２４の一部を区画する弾性体膜３３を変位させる。即ち、この記録ヘッド２では、圧電振動子３５の自由端部を素子長手方向に伸長させることにより、島部３４がノズルプレート２８側へ押され、島部周辺の弾性体膜３３が変形して圧力室２４の容積が減少する。また、圧電振動子３５の自由端部を素子長手方向に収縮させると、弾性体膜３３の変位により圧力室２４が膨張する。この圧力室２４の膨張や収縮に伴って圧力室２４内に充填されたインクに圧力変動が生じ、ノズル開口２５からインク滴が吐出される。
【００２６】
次に、プリンタ１の電気的構成について説明する。図３に示すように、このプリンタ１は、プリンタコントローラ４１と、プリントエンジン４２とを備えている。
【００２７】
プリンタコントローラ４１は、図示しないホストコンピュータ等からの印刷データ等を受信するインターフェース４３（以下、外部Ｉ／Ｆ４３という）と、各種データの記憶等を行うＲＡＭ４４と、各種データ処理のためのルーチン等を記憶したＲＯＭ４５と、ＣＰＵ等からなる制御部１２と、クロック信号（ＣＫ）を発生する発振回路４６と、記録ヘッド２へ供給する駆動信号（ＣＯＭ）を発生する駆動信号発生回路４７と、印字データ（ドットパターンデータであり、吐出データの一種。）及び駆動信号等をプリントエンジン４２に送信するためのインターフェース４８（以下、内部Ｉ／Ｆ４８という）とを備えている。
【００２８】
外部Ｉ／Ｆ４３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等から受信する。また、外部Ｉ／Ｆ４３は、ホストコンピュータに対してビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）等を出力する。ＲＡＭ４４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、外部Ｉ／Ｆ４３が受信した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る。中間バッファには、制御部１２によって中間コードに変換された中間コードデータが記憶される。出力バッファには、記録ヘッド２にシリアル伝送される印字データが展開される。ＲＯＭ４５は、制御部１２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、各種手続き等を記憶している。
【００２９】
制御部１２は、データ展開手段として機能し、印刷データを印字データに展開する。即ち、受信バッファ内の印刷データを読み出して中間コードに変換し、この中間コードデータを中間バッファに記憶する。そして、中間バッファから読み出した中間コードデータを解析し、ＲＯＭ４５内のフォントデータやグラフィック関数等を参照して中間コードデータをドット毎の印字データに展開する。本実施形態において、この印字データは２ビットデータで構成されている（後述する）。この展開された印字データは出力バッファに記憶されて、一回の主走査に相当する１行分の印字データが得られると、この１行分の印字データ（ＳＩ）は内部Ｉ／Ｆ４８を通じて記録ヘッド２にシリアル伝送される。そして、出力バッファから１行分の印字データが送信されると、中間バッファの内容が消去されて次の中間コードに対する変換が行われる。
【００３０】
また、制御部１２は、タイミング信号発生手段の一部を構成し、内部Ｉ／Ｆ４８を通じて記録ヘッド２にラッチ信号（ＬＡＴ）やチャンネル信号（ＣＨ）を供給する。これらのラッチ信号やチャンネル信号は、駆動信号（ＣＯＭ）に含まれる駆動パルスの供給開始タイミングを規定する（後述する）。さらに、制御部１２は信号波形設定手段としても機能し、駆動信号発生回路４７を制御することで発生される駆動信号ＣＯＭの波形を設定する。
【００３１】
上記の駆動信号発生回路４７は、本発明における駆動信号発生手段の一種であり、制御部１２による制御の下、複数の駆動パルス（ＤＰ１，ＤＰ２，ＶＰ，図４参照）を含んだ一連の駆動信号を記録周期Ｔ（本発明における吐出周期の一種）毎に繰り返し発生する。そして、本実施形態の駆動信号発生回路４７は、記録ヘッド２の往路走査時に往路駆動信号ＣＯＭ１を発生し、復路走査時に復路駆動信号ＣＯＭ２を発生する。なお、この駆動信号については後で詳しく説明する。
【００３２】
プリントエンジン４２は、記録ヘッド２と、ヘッド走査機構のパルスモータ８と、紙送り機構の紙送りモータ１４等から構成される。記録ヘッド２は、第１シフトレジスタ５１及び第２シフトレジスタ５２からなるシフトレジスタ回路と、第１ラッチ回路５３と第２ラッチ回路５４とからなるラッチ回路と、デコーダ５５と、制御ロジック５６と、レベルシフタ５７と、スイッチ回路５８と、圧電振動子３５とを備えて構成されている。そして、各シフトレジスタ５１，５２、各ラッチ回路５３，５４、デコーダ５５、スイッチ回路５８、及び、圧電振動子３５は、それぞれ記録ヘッド２の各ノズル開口２５…に対応して複数設けられる。
【００３３】
そして、記録ヘッド２は、プリンタコントローラ４１からの印字データ（ＳＩ）に基づいてインク滴を吐出する。即ち、プリンタコントローラ４１からの印字データは、発振回路４６からのクロック信号（ＣＫ）に同期して、内部Ｉ／Ｆ４８から第１シフトレジスタ５１及び第２シフトレジスタ５２にシリアル伝送される。この印字データは、上記したように２ビットのデータであり、非記録、小ドット、中ドット、大ドットからなる４階調を表す階調情報によって構成される。本実施形態では、非記録が階調情報［００］であり、小ドットが階調情報［０１］であり、中ドットが階調情報［１０］であり、大ドットが階調情報［１１］である。なお、この印字データは、吐出される液滴の量を示す吐出量情報の一種でもある。
【００３４】
この印字データは、各ノズル開口２５毎に設定される。即ち、全てのノズル開口２５…に関する下位ビット（Ｌ）のデータが第１シフトレジスタ５１に入力され、全てのノズル開口２５…に関する上位ビット（Ｈ）のデータが第２シフトレジスタ５２に入力される。第１シフトレジスタ５１には第１ラッチ回路５３が電気的に接続され、第２シフトレジスタ５２には第２ラッチ回路５４が電気的に接続されている。そして、プリンタコントローラ４１からのラッチ信号（ＬＡＴ）が各ラッチ回路５３，５４に入力されると、第１ラッチ回路５３は印字データの下位ビットのデータをラッチし、第２ラッチ回路５４は印字データの上位ビットのデータをラッチする。このような動作をする第１シフトレジスタ５１及び第１ラッチ回路５３の組と、第２シフトレジスタ５２及び第２ラッチ回路５４の組は、それぞれが記憶回路を構成し、デコーダ５５に入力される前の印字データを一時記憶する。
【００３５】
各ラッチ回路５３，５４でラッチされた印字データは、デコーダ５５に入力される。このデコーダ５５は翻訳手段として機能し、２ビットの印字データを翻訳してパルス選択情報を生成する。本実施形態のデコーダ５５は、印字データと駆動パルスとの関係を規定する波形選択テーブルを備えており、この波形選択テーブルに基づいて３ビットのパルス選択情報を生成する。パルス選択情報は、駆動信号（ＣＯＭ）を構成する各駆動パルス（ＤＰ１，ＤＰ２，ＶＰ）に各ビットを対応させることで構成されている。そして、各ビットの内容（例えば、［０］，［１］）に応じて圧電振動子３５に対する駆動パルスの供給或いは非供給が選択される。なお、駆動パルスの供給制御については後で詳しく説明する。
【００３６】
また、デコーダ５５には、制御ロジック５６からのタイミング信号も入力されている。この制御ロジック５６は、制御部１２と共にタイミング信号発生手段として機能しており、ラッチ信号（ＬＡＴ）やチャンネル信号（ＣＨ）に基づいてタイミング信号を発生する。即ち、この制御ロジック５６は、図５や図６に示すように、ラッチ信号（ＬＡＴ）或いはチャンネル信号（ＣＨ）を受信する毎にタイミング信号を発生する。
【００３７】
デコーダ５５によって翻訳されたパルス選択情報は、上位ビット側から順に、タイミング信号の受信タイミングが到来する毎に、レベルシフタ５７に入力される。例えば、記録周期Ｔにおける最初のタイミング（Ｔ１の開始時）ではパルス選択情報の最上位ビットのデータがレベルシフタ５７に入力され、２番目のタイミング（Ｔ２の開始時）ではパルス選択情報における２番目のビットのデータがレベルシフタ５７に入力される。このレベルシフタ５７は、電圧増幅器として機能し、パルス選択情報が［１］の場合には、スイッチ回路５８を駆動できる電圧、例えば数十ボルト程度の電圧に昇圧された電気信号を出力する。レベルシフタ５７で昇圧された［１］のパルス選択情報は、スイッチ手段として機能するスイッチ回路５８に供給される。このスイッチ回路５８の入力側には、駆動信号発生回路４７からの駆動信号（ＣＯＭ）が供給されており、スイッチ回路５８の出力側には圧電振動子３５が接続されている。
【００３８】
そして、パルス選択情報は、スイッチ回路５８の作動、つまり、駆動パルスの圧電振動子３５への供給を制御する。例えば、スイッチ回路５８に加わるパルス選択情報が［１］である期間中は、スイッチ回路５８が接続状態になって駆動パルスが圧電振動子３５に供給され、この駆動パルスに応じて圧電振動子３５の電位レベルが変化する。一方、スイッチ回路５８に加わるパルス選択情報が［０］の期間中は、レベルシフタ５７からはスイッチ回路５８を作動させる電気信号が出力されない。このため、スイッチ回路５８が切断状態になって圧電振動子３５へは駆動パルスが供給されない。なお、圧電振動子３５はコンデンサの様に振る舞うので、スイッチ回路５８の切断状態において直前の電位を保持し続ける。
【００３９】
そして、このような動作をする制御ロジック５６、デコーダ５５、レベルシフタ５７、スイッチ回路５８は、本発明におけるパルス供給手段の一種として機能し、印字データ（吐出量情報）に基づき、駆動信号の中から駆動パルスを選択して圧電振動子３５に供給する。
【００４０】
次に、駆動信号発生回路４７が生成する駆動信号（ＣＯＭ）について説明する。図４に示すように、駆動信号発生回路４７は、記録ヘッド２の往路走査時において往路駆動信号ＣＯＭ１を発生し、記録ヘッド２の復路走査時において復路駆動信号ＣＯＭ２を発生する。これらの駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２は、複数の駆動パルスを一連に接続して構成している。即ち、中ドットに対応する量の中インク滴を吐出させる中ドット吐出パルスＤＰ１と、小ドットに対応する量の小インク滴を吐出させる小ドット吐出パルスＤＰ２と、インク滴を吐出させない程度にメニスカスを微振動させる微振動パルスＶＰを一連に接続した駆動信号によって構成している。各駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２をこのように構成したのは、記録周期Ｔを可及的に短くするためである。即ち、各吐出パルスＤＰ１，ＤＰ２を各々別個に圧電振動子３５に供給したり、各吐出パルスを続けて供給したりすることで、合計３種類のインク滴が吐出できる。即ち、非記録を含めて４階調で記録が行える。このため、大ドット専用の波形を省略でき、その分だけ記録周期Ｔを短くすることができる。
【００４１】
なお、上記の中インク滴は本発明における中液滴の一種であり、小インク滴は本発明における小液滴の一種である。また、中ドット吐出パルスＤＰ１は本発明における中液滴吐出パルスの一種であり、第１の吐出パルスでもある。また、小液滴吐出パルスは本発明における小液滴吐出パルスの一種であり、第２の吐出パルスでもある。
【００４２】
往路駆動信号ＣＯＭ１は、期間Ｔ１に配置された（即ち、期間Ｔ１で発生する）中ドット吐出パルスＤＰ１と、期間Ｔ２に配置された小ドット吐出パルスＤＰ２と、期間Ｔ３に配置された微振動パルスＶＰとを有し、記録周期Ｔ毎に繰り返し発生される。一方、復路駆動信号ＣＯＭ２は、期間Ｔ１´に配置された小ドット吐出パルスＤＰ２と、期間Ｔ２´に配置された微振動パルスＶＰと、期間Ｔ３´に配置された中ドット吐出パルスＤＰ１とを有し、記録周期Ｔ毎に繰り返し発生される。即ち、復路駆動信号ＣＯＭ２は、小ドット吐出パルスＤＰ２と中ドット吐出パルスＤＰ１の配置を往路駆動信号ＣＯＭ１とは逆順とし、さらに両吐出パルスＤＰ２，ＤＰ１の間に微振動パルスＶＰを配置した信号である。
【００４３】
これらの駆動信号において、往路駆動信号ＣＯＭ１の中ドット吐出パルスＤＰ１と復路駆動信号ＣＯＭ２の中ドット吐出パルスＤＰ１とは同じ波形形状であり、圧電振動子３５に供給されると記録ヘッド２のノズル開口２５から所定量（例えば５ｐＬ）のインク滴が吐出される。また、小ドット吐出パルスＤＰ２及び微振動パルスＶＰも往路駆動信号ＣＯＭ１と復路駆動信号ＣＯＭ２とで同じ波形形状である。そして、小ドット吐出パルスＤＰ２が圧電振動子３５に供給されると、記録ヘッド２のノズル開口２５から所定量（例えば２．５ｐＬ）のインク滴が吐出される。また、微振動パルスＶＰが圧電振動子３５に供給されると、メニスカスがインク滴の吐出側と圧力室側とに交互に移動し、ノズル開口２５付近のインク増粘が防止される。
【００４４】
中ドット吐出パルスＤＰ１は、インク滴を吐出する吐出パルス部（Ｐ１〜Ｐ３）と、この吐出パルス部の後に発生されてインク滴吐出後におけるメニスカスの振動を抑制する制振パルス部（Ｐ４〜Ｐ６）と、これらの吐出パルス部と制振パルス部との間を接続するパルス接続要素Ｐ７とを備える。吐出パルス部は、最低電位ＶＬから第１最大電位ＶＨ１までインク滴を吐出させない程度の勾配で電位を上昇させる膨張要素Ｐ１と、膨張要素Ｐ１に続いて発生されて第１最大電位ＶＨ１を所定時間維持する膨張ホールド要素Ｐ２と、第１最大電位ＶＨ１から最低電位ＶＬまで比較的急峻な勾配で電位を下降させる吐出要素Ｐ３とから構成される。制振パルス部は、最低電位ＶＬから制振電位ＶＡまで、インク滴を吐出させない程度の比較的緩やかな電位勾配で電位を上昇させる制振膨張要素Ｐ４と、この制振膨張要素Ｐ４に続いて発生されて制振電位ＶＡを所定時間維持する制振ホールド要素Ｐ５と、この制振ホールド要素Ｐ５に続いて発生されて制振電位ＶＡから最低電位ＶＬまで比較的緩やかな電位勾配で電位を下降させる制振収縮要素Ｐ６とから構成される。そして、パルス接続要素Ｐ７は、吐出要素Ｐ３の終端と制振膨張要素Ｐ４の始端との間を最低電位ＶＬで接続している。
【００４５】
この中ドット吐出パルスＤＰ１が圧電振動子３５に供給されると、圧電振動子３５及び圧力室２４は次のように動作し、これに伴ってメニスカスの状態（位置）は図８（ｂ）に示す様に変化する。ここで、図８（ｂ）は、メニスカスの定常状態（即ち、ノズル開口２５の開口縁付近で安定している状態。）を基準としたメニスカスの位置を模式的に表した図であり、開口縁の位置を［０］で示し、開口縁から吐出側に盛り上がった状態を［＋］で示し、開口縁から圧力室２４側に引き込まれた状態を［−］で示している。
【００４６】
即ち、この中ドット吐出パルスＤＰ１が圧電振動子３５に供給されると、まず、膨張要素Ｐ１の供給に伴って圧電振動子３５が大きく収縮し、圧力室２４が最小容積から大きく膨張する。これにより、メニスカスは定常状態（［０］の位置）から圧力室２４側（［−］側）に大きく引き込まれる。圧力室２４の膨張状態は、膨張ホールド要素Ｐ２の供給期間中に亘って維持される。そして、この維持期間中における圧力室２４内のインクの圧力変動によって、引き込まれたメニスカスがノズル開口２５の縁付近まで戻ってくる。その後、吐出要素Ｐ３が供給されて圧力室２４内のインク圧力が急激に上昇し、メニスカスも吐出側（［＋］側）に急速に移動して柱状に延びる。そして、柱状に延びたメニスカスの一部がちぎれ、中インク滴が吐出される。
【００４７】
吐出要素Ｐ３に続いてパルス接続要素Ｐ７が供給される。このパルス接続要素Ｐ７の電位は最低電位ＶＬであるため、圧力室２４の収縮状態は維持される。そして、この維持期間中において、メニスカスは、インク滴を吐出した反動で圧力室２４側に向かって急速に戻る。その後、このメニスカスの急速な戻りを打ち消すタイミングで制振膨張要素Ｐ４が供給されて圧力室２４が再度膨張し、圧力室２４内のインクを減圧する。これにより、メニスカスの運動エネルギーが吸収される。さらに、制振ホールド要素Ｐ５で規定される時間の経過後、制振収縮要素Ｐ６が供給されてメニスカスの移動を打ち消すように圧力室２４を収縮させ、インクを加圧する。その後、メニスカスは、圧力室２４内に残留しているインク圧力に応じて自由振動する。
【００４８】
小ドット吐出パルスＤＰ２は、最低電位ＶＬから第２最大電位ＶＨ２まで比較的急峻な勾配で電位を上昇させる膨張要素Ｐ１１と、膨張要素Ｐ１１に続いて発生されて第２最大電位ＶＨ２を極く短い時間維持する膨張ホールド要素Ｐ１２と、第２最大電位ＶＨ２から吐出電位ＶＦまで急勾配で電位を下降させる吐出要素Ｐ１３と、吐出電位ＶＦを極く短い時間維持する吐出ホールド要素Ｐ１４と、吐出電位ＶＦから最低電位ＶＬまで比較的緩やかな電位勾配で電位を下降させる制振要素Ｐ１５とから構成される。
【００４９】
この小ドット吐出パルスＤＰ２が圧電振動子３５に供給されると、圧電振動子３５及び圧力室２４は次のように動作し、これに伴ってメニスカスは図９（ｂ）に示す様に変化する。ここで、図９（ｂ）は、メニスカスの定常状態を基準としたメニスカスの位置を模式的に表した図であり、先に説明した図８（ｂ）に対応する図である。
【００５０】
即ち、この小ドット吐出パルスＤＰ２が圧電振動子３５に供給されると、まず、膨張要素Ｐ１１の供給に伴って圧電振動子３５が大きく収縮し、圧力室２４が最小容積から最大容積まで急速に膨張する。この膨張に伴って圧力室２４内が大きく減圧され、メニスカスは定常状態（［０］の位置）から圧力室２４側（［−］側）に大きく引き込まれる。このとき、メニスカスの中心部分、即ち、ノズル開口２５の中心部分が一旦大きく引き込まれる。その後、このメニスカスの中心部分は反動で凸状に盛り上がった状態になる。次に、吐出要素Ｐ１３が供給されて圧力室２４が急激に収縮してインクが加圧され、メニスカスの中心部分が急速にインク柱として成長する（即ち［＋］側に急速に移動する）。その後、成長したインク柱の先端部分がちぎれ、その結果、小ドットに対応する量のインク滴（小インク滴）が吐出される。
【００５１】
このインク滴の吐出によってメニスカスは圧力室２４側に向かって急速に戻ってくるが、このメニスカスの戻りにあわせて供給される制振要素Ｐ１５により圧力室２４が緩やかに収縮する。この収縮に伴うインクの加圧によってメニスカスの運動エネルギーが吸収され、メニスカスの戻り速度が緩やかになる。その後、メニスカスは、図中点線で示すように、圧力室２４内に残留しているインク圧力に応じて自由振動する。
【００５２】
微振動パルスＶＰは、最低電位ＶＬから微振動電位ＶＢまで、インク滴を吐出させない程度の比較的緩やかな電位勾配で電位を上昇させる微振動膨張要素Ｐ２１と、この微振動膨張要素Ｐ２１に続いて発生されて微振動電位ＶＢを所定時間維持する微振動ホールド要素Ｐ２２と、この微振動ホールド要素Ｐ２２に続いて発生されて微振動電位ＶＢから最低電位ＶＬまで比較的緩やかな電位勾配で電位を下降させる微振動収縮要素Ｐ２３とから構成される。
【００５３】
この微振動パルスＶＰが圧電振動子３５に供給されると、圧電振動子３５及び圧力室２４は次のように動作する。即ち、微振動膨張要素Ｐ２１の供給によって圧力室２４は緩やかに膨張し圧力室２４内のインクも緩やかに減圧される。このインク圧力の減少によってメニスカスは圧力室２４側に少し移動する。圧力室２４の膨張状態は微振動ホールド要素Ｐ２２の供給期間中に亘って維持される。この維持期間中においても、メニスカスは圧力室２４内の圧力変動に応じて緩やかに移動し続ける。その後、微振動収縮要素Ｐ２３の供給によって圧力室２４は緩やかに収縮し圧力室２４内のインクが緩やかに加圧される。この加圧によってメニスカスは吐出側に少し移動する。このようなメニスカスの移動により、ノズル開口２５付近に増粘部分があればこの増粘部分がインク中に分散し、インク増粘の防止が図れる。
【００５４】
次に、上記構成のプリンタ１におけるインク滴吐出制御について説明する。
【００５５】
本実施形態において、パルス供給手段（制御ロジック５６，デコーダ５５，レベルシフタ５７，スイッチ回路５８，以下同様。）は、非記録の印字データ（階調情報）［００］に基づいて微振動パルスＶＰを圧電振動子３５に供給し、小ドットの印字データ［０１］に基づいて小ドット吐出パルスＤＰ２を圧電振動子３５に供給する。また、中ドットの印字データ［１０］に基づいて中ドット吐出パルスＤＰ１を圧電振動子３５に供給し、大ドットの印字データ［１１］に基づいて小ドット吐出パルスＤＰ２と中ドット吐出パルスＤＰ１の両方を圧電振動子３５に供給する。さらに、復路走査時に大ドットを記録するにあたり、パルス供給手段はこれらの両吐出パルスに加えて微振動パルスＶＰも圧電振動子３５に供給する。即ち、中ドット吐出パルスＤＰ１の供給に先立って微振動パルスＶＰを供給し、インク滴の量を調整している。以下、具体的に説明する。
【００５６】
図５に示すように、記録ヘッド２の往路走査時にてパルス供給手段は、印字データ［００］を翻訳してパルス選択情報［００１］を生成する。ここで、パルス選択情報の最上位ビットは期間Ｔ１、即ち中ドット吐出パルスＤＰ１に対応し、２番目のビットは期間Ｔ２、即ち小ドット吐出パルスＤＰ２に対応する。さらに、最下位ビットは期間Ｔ３、即ち微振動パルスＶＰに対応している。従って、このパルス選択情報［００１］により、期間Ｔ３においてスイッチ回路５８が導通状態になり、微振動パルスＶＰが圧電振動子３５に供給される。また、パルス供給手段は、印字データ［０１］を翻訳してパルス選択情報［０１０］を生成する。このパルス選択情報［０１０］により、期間Ｔ２においてスイッチ回路５８が導通状態になり、小ドット吐出パルスＤＰ２が圧電振動子３５に供給される。同様に、パルス供給手段は、印字データ［１０］を翻訳してパルス選択情報［１００］を生成する。このパルス選択情報［１００］により、期間Ｔ１においてスイッチ回路５８が導通状態になり、中ドット吐出パルスＤＰ１が圧電振動子３５に供給される。さらに、パルス供給手段は、印字データ［１１］を翻訳してパルス選択情報［１１０］を生成する。このパルス選択情報［１１０］により、期間Ｔ１及び期間Ｔ２においてスイッチ回路５８が導通状態になり、中ドット吐出パルスＤＰ１及び小ドット吐出パルスＤＰ２が続けて圧電振動子３５に供給される。
【００５７】
また、図６に示すように、記録ヘッド２の復路走査時にてパルス供給手段は、印字データ［００］を翻訳してパルス選択情報［０１０］を生成する。ここで、パルス選択情報の最上位ビットは期間Ｔ１´、即ち小ドット吐出パルスＤＰ２に対応し、２番目のビットは期間Ｔ２´、即ち微振動パルスＶＰに対応する。さらに、最下位ビットは期間Ｔ３´、即ち中ドット吐出パルスＤＰ１に対応している。従って、このパルス選択情報［０１０］により、期間Ｔ２´においてスイッチ回路５８が導通状態になり、微振動パルスＶＰが圧電振動子３５に供給される。また、パルス供給手段は、印字データ［０１］を翻訳してパルス選択情報［１００］を生成する。これにより、期間Ｔ１´においてスイッチ回路５８が導通状態になり、小ドット吐出パルスＤＰ２が圧電振動子３５に供給される。同様に、パルス供給手段は、印字データ［１０］を翻訳してパルス選択情報［００１］を生成する。これにより、期間Ｔ３´においてスイッチ回路５８が導通状態になり、中ドット吐出パルスＤＰ１が圧電振動子３５に供給される。さらに、パルス供給手段は、印字データ［１１］を翻訳してパルス選択情報［１１１］を生成する。これにより、期間Ｔ１´から期間Ｔ３´の全期間においてスイッチ回路５８が導通状態になり、小ドット吐出パルスＤＰ２、微振動パルスＶＰ、中ドット吐出パルスＤＰ１が順に圧電振動子３５に供給される。
【００５８】
このように各駆動パルスを圧電振動子３５に供給すると、画素領域（記録周期Ｔによって区分けされる記録紙１３上の領域であり、１ドットが記録され得る領域）内におけるインク滴の着弾位置が、往路走査時と復路走査時とでドットの大きさ毎に揃う。
【００５９】
このことを図７に基づいて説明する。ここで、図７は、供給される駆動パルスと画素領域Ｇ内でのインク滴の着弾位置の関係を印字データ（記録階調）毎に示した模式図であり、（ａ）は微振動を、（ｂ）は小ドットを、（ｃ）は中ドットを、（ｄ）は大ドットをそれぞれ示す。なお、この図において、記録ヘッド２は往路走査時に左側から右側へ移動するものとし、復路走査時に右側から左側へ移動するものとする。
【００６０】
図７（ｂ）に示すように、小ドットの記録時において、往路走査時には小ドット吐出パルスＤＰ２が記録周期Ｔの後半側に配置されているため、小インク滴は画素領域Ｇの右半部分に着弾する。一方、復路走査時には小ドット吐出パルスＤＰ２が記録周期Ｔの開始直後に配置されており走査方向が往路と反対なので、小インク滴は画素領域Ｇの右半部分に着弾する。また、図７（ｃ）に示すように、中ドットの記録時において、往路走査時には中ドット吐出パルスＤＰ１が記録周期Ｔの開始直後に配置されているため、中インク滴は画素領域Ｇの左半部分に着弾する。一方、復路走査時には中ドット吐出パルスＤＰ１が記録周期Ｔの後半部分に配置されているため、やはり画素領域Ｇの左半部分に着弾する。さらに、図７（ｄ）に示すように、大ドットの記録時において、往路走査時には中インク滴の後に小インク滴が吐出され、復路走査時には小インク滴の後に中インク滴が吐出される。そして、往路と復路とで走査方向が反対であるため、中インク滴は画素領域Ｇの左半部分に着弾し、小インク滴は画素領域Ｇの右半部分に着弾する。
【００６１】
このように、本実施形態では、往路駆動信号と復路駆動信号とで吐出パルスＤＰ１，ＤＰ２の配置を入れ替えているので、記録ヘッド２の往路走査時と復路走査時とで小インク滴と中インク滴の着弾位置が揃う。これにより、ざらつき感の少ない高品位な画像が記録できる。
【００６２】
さらに、本実施形態では、復路走査時の大ドット記録時において微振動パルスＶＰも圧電振動子３５に供給している。これは、大ドットのインク量を往路走査時と復路走査時とで揃えるためである。以下、この点について説明する。
【００６３】
上記したように、大ドットを記録するにあたり、記録ヘッド２の往路走査時には中インク滴から小インク滴の順にインク滴が吐出され、復路走査時には小インク滴から中インク滴の順にインク滴が吐出される。ここで、インク滴の吐出後にメニスカスは比較的大きく振動するので、続けて後のインク滴を吐出させると、後のインク滴の吐出量は吐出パルス供給時点におけるメニスカスの位置に応じて変ってしまう。例えば、メニスカスが圧力室２４側に大きく引き込まれた状態で吐出パルスを供給した場合と、ノズル開口２５の縁よりも吐出側に盛り上がった状態で吐出パルスを供給した場合とでは、盛り上がった状態で吐出パルスを供給した方がインク量が多くなる。
【００６４】
そして、インク滴の吐出直後におけるメニスカスの振幅は、吐出されたインク滴の量に応じて変化する。即ち、小インク滴の吐出直後におけるメニスカスの振幅よりも、中インク滴の吐出直後におけるメニスカスの振幅の方が大きくなる。また、両吐出パルスＤＰ１，ＤＰ２同士の配置間隔は、インク滴の吐出量を安定化する観点から、或る程度離隔させる必要がある。例えば、インク滴の吐出によって引き込まれたメニスカスが再度盛り上がる時点（図８及び図９に符号ｔ１，ｔ２で示す時点）で後の吐出パルスが供給されるように設定する必要がある。このため、中インク滴から小インク滴の順に吐出した場合（往路の場合）と、小インク滴から中インク滴の順に吐出した場合（復路の場合）とでは、後側の吐出パルス供給時点におけるメニスカスの状態が異なるので、大ドットのインク量（小インク滴と中インク滴の合計量）が相違してしまう虞がある。
【００６５】
この場合、後側の吐出パルスの配置位置（発生タイミング）を調整することでインク量を調整することが考えられる。しかし、そのように構成すると、後側の吐出パルスで吐出されるインク滴の着弾位置が不揃いになって画質の点で好ましくないし、記録周期Ｔが長くなってしまう虞もある。そこで、吐出パルスの波形形状を変更することも考えられるが、この場合、当該吐出パルスを単独で用いた際のインク量が往路と復路とで異なることになり、やはり好ましくない。
【００６６】
このような事情に鑑み、このプリンタ１では、２つの吐出パルスＤＰ１，ＤＰ２の間に微振動パルスＶＰを配置し、後側の吐出パルスの供給に先立って微振動パルスＶＰを供給している。別な言い方をすれば、この微振動パルスＶＰを、先のインク滴の吐出直後におけるメニスカスの状態を調整する調整パルスとして用いている。２つの吐出パルスＤＰ１，ＤＰ２のみの場合、往路の吐出順序で吐出した方が復路の吐出順序で吐出した場合よりもインク滴の量が増える。このため、図９に示すように、復路駆動信号ＣＯＭ２において小ドット吐出パルスＤＰ２と中ドット吐出パルスＤＰ１との間に微振動パルスＶＰを配置して、大ドットの記録時には中ドット吐出パルスＤＰ１の供給に先立って微振動パルスＶＰを圧電振動子３５に供給し、中ドット吐出パルスＤＰ１の供給開始時点におけるメニスカスの位置を調整している。
【００６７】
例えば、図９（ｂ）に示すように、小インク滴の吐出直後において微振動パルスＶＰを供給しなかった場合には、メニスカスの振幅は図中点線で示すようになる。そして、微振動パルスＶＰを供給した場合には、図中実線で示すように、ｔ３の時点から微振動膨張要素Ｐ２１が圧電振動子３５に供給されて圧力室２４が膨張し、メニスカスがさらに引き込まれる。その後、微振動収縮要素Ｐ２３が圧電振動子３５に供給されて圧力室２４が収縮し、メニスカスを吐出方向に押し出す。これにより、中インク滴の供給開始時点（ｔ２）にて、微振動パルスＶＰを供給しなかった場合（符号ｔ２ｂで示す状態）よりもメニスカスを大きく盛り上げることができる（符号ｔ２ａで示す状態）。その結果、中ドット吐出パルスＤＰ１で吐出されるインク滴の量を増やすことができ、往路と復路とで大ドットのインク量を揃えることができる。
【００６８】
このように、本実施形態では、微振動パルスＶＰを調整パルスとして用い、先のインク滴吐出に伴うメニスカスの振動を制御しているので、一記録周期Ｔを可及的に短くしつつも往路と復路におけるインク滴の量を揃えることができる。即ち、この微振動パルスＶＰは、そもそもノズル開口２５付近におけるインク増粘を防止すべく最初から駆動信号に含まれているので、記録周期Ｔが延びてしまうことがない。
【００６９】
さらに、この微振動パルスＶＰは、インク滴の非吐出時にノズル開口２５付近のインク増粘を防止できればよいので、その波形形状は吐出パルスに比べて自由度が高い。例えば、パルスの波高、微振動膨張要素Ｐ２１や微振動収縮要素Ｐ２３の電位勾配、微振動ホールド要素Ｐ２２の時間幅については、メニスカスが適正に微振動できる範囲で自由に設定できる。このため、この微振動パルスＶＰの波形形状に応じて、中ドット吐出パルスＤＰ１による中液滴の量（即ち、微振動パルスＶＰの次に配置された吐出パルスによって吐出される液滴の量）を調整することができる。従って、このインク滴の量を高い精度でコントロールすることができる。
【００７０】
また、この微振動パルスＶＰは、配置場所（発生タイミング）についても他の吐出パルスＤＰ１，ＤＰ２より自由度が高い。即ち、この微振動パルスＶＰによってインク滴は吐出されないので、微振動パルスＶＰは前後に配置された吐出パルスＤＰ１，ＤＰ２に対して時間的に重ならない範囲で配置することができる。従って、この微振動パルスＶＰの発生タイミングを変えることでメニスカスを加振したり、制振したりすることもできる。さらに、後の吐出パルスの供給開始時点におけるメニスカスの高さも調整することができる。従って、後の吐出パルスに対応するインク滴の量を高い精度でコントロールすることもできる。
【００７１】
ところで、本発明は、この第１実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【００７２】
上記の第１実施形態では、１記録周期Ｔ内に２種類の吐出パルスと１つの微振動パルスＶＰを配置して、往路走査時と復路走査時とで大ドットのインク量を揃えるようにした構成について説明したが、この構成に限定されるものではない。例えば、微振動パルスＶＰを用いて吐出パルスによるインク滴の量を積極的に変えるようにしてもよい。
【００７３】
図１０の第２実施形態は、１記録周期Ｔ内に１つの微振動パルスＶＰと１つの小ドット吐出パルスＤＰ２（吐出パルス）とを配置している。そして、小ドット吐出パルスＤＰ２の供給に先立って微振動パルスＶＰを供給するか否かを選択することで、小ドット吐出パルスＤＰ２によって吐出されるインク滴の量を変化させるものである。
【００７４】
この第２実施形態において、駆動信号発生回路４７は、期間Ｔ１にて微振動パルスＶＰを発生し、期間Ｔ２にて小ドット吐出パルスＤＰ２を発生する。そして、パルス供給手段は、インク滴を吐出しない場合に微振動パルスＶＰを圧電振動子３５に供給し、通常の小インク滴（説明の便宜上、第１小インク滴という。）を吐出させる場合には小ドット吐出パルスＤＰ２のみを圧電振動子３５に供給する。さらに、パルス供給手段は、第１小インク滴よりも量が多い小インク滴（説明の便宜上、第２小インク滴という。）を吐出させる場合には、微振動パルスＶＰと小ドット吐出パルスＤＰ２の両方を圧電振動子３５に供給する。
【００７５】
この構成でも、微振動パルスＶＰを供給することで、小ドット吐出パルスＤＰ２の供給開始時点において、メニスカスをノズル開口２５の縁よりも盛り上がった状態にすることができる。これにより、小インク滴の量を変えることができる。即ち、量が異なる２種類のインク滴を１つの小ドット吐出パルスＤＰ２によって打ち分けることができる。このため、専用の吐出パルスを２種類設けた場合よりも記録周期Ｔを短くすることができ、高速記録に適する。
【００７６】
なお、微振動パルスＶＰによる吐出パルスのインク量調整は、複数の吐出パルスが一記録周期Ｔ内に配置された装置にも同様に適用することができる。この場合において、複数の吐出パルスは、同じ波形形状であってもよく、異なる波形形状（インク量が異なる吐出パルス）であってもよい。
【００７７】
また、上記の第１実施形態において、各吐出パルスを記録周期Ｔを跨いで一定間隔で発生するように構成してもよい。例えば、図４の例において、往路駆動信号ＣＯＭ１における中ドット吐出パルスＤＰ１の吐出要素Ｐ３から小ドット吐出パルスＤＰ２の吐出要素Ｐ１３までの時間間隔ＴＡと、小ドット吐出パルスＤＰ２の吐出要素Ｐ１３から次の記録周期Ｔにおける中ドット吐出パルスＤＰ１の吐出要素Ｐ３までの時間間隔ＴＢとを一定にすると共に、復路駆動信号ＣＯＭ２における小ドット吐出パルスＤＰ２の吐出要素Ｐ１３から中ドット吐出パルスＤＰ１の吐出要素Ｐ３までの時間間隔ＴＣと、中ドット吐出パルスＤＰ１の吐出要素Ｐ３から次の記録周期Ｔにおける小ドット吐出パルスＤＰ２の吐出要素Ｐ１３までの時間間隔ＴＤとを一定にしてもよい。
この構成では、大ドットを連続的に記録する際において、小ドット吐出パルスＤＰ２と中ドット吐出パルスＤＰ１の間隔（詳しくは、吐出要素Ｐ３，Ｐ１３同士の間隔）が揃うので、最初の１滴を吐出させた後はメニスカスの状態が一定になりインク量が揃う。そして、最初の一滴については微振動パルスＶＰを圧電振動子３５に供給することでインク滴の量を揃えることができる。
【００７８】
なお、以上は、液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンタ１を例に挙げて説明したが、本発明は他の液体噴射装置、例えば、インクジェット式プロッタ等の画像記録装置にも適用できる。また、ディスプレー製造装置，電極製造装置，チップ製造装置等といった各種の製造装置にも適用できる。さらに、マイクロディスペンサ、マイクロポンプにも適用できる。
【００７９】
また、圧力発生素子に関し、圧電振動子３５以外の素子を用いてもよい。例えば、静電アクチュエータや磁歪素子等の電気機械変換素子を用いてもよい。さらに、圧力発生素子として発熱素子を用いてもよい。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の効果を奏する。
即ち、メニスカスを微振動させる微振動パルスとインク滴を吐出させる吐出パルスとを含み、微振動パルスの後に吐出パルス信号が配置された駆動信号を駆動信号発生手段から発生させ、微振動パルスの供給或いは非供給をパルス供給手段によって選択することで、吐出パルスにより吐出される液滴の量を異ならせるようにしたので、一種類の吐出パルスから量が異なる複数種類の液滴を吐出させることができる。これにより、一吐出周期を可及的に短くしつつも吐出される液滴の種類を増やすことができる。
【００８１】
また、噴射ヘッドの往路走査時には、所定量の液滴を吐出させる第１の吐出パルスを、量が異なる液滴を吐出させる第２の吐出パルスよりも前に配置した往路駆動信号を駆動信号発生手段から発生させ、噴射ヘッドの復路走査時には、第１の吐出パルスを第２の吐出パルスよりも後に配置すると共にこれらの吐出パルスの間にメニスカスを微振動させる微振動パルスを配置した復路駆動信号を駆動信号発生手段から発生させ、噴射ヘッドの復路走査時に前後の吐出パルスを続けて供給するにあたり、パルス供給手段によって微振動パルスも圧力発生素子に供給するので、後の吐出パルスの供給開始時点におけるメニスカスの状態を微振動パルスによって制御でき、液滴の量を往路走査時と復路走査時とで揃えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリンタの構成を説明する斜視図である。
【図２】記録ヘッドの構造を説明する断面図である。
【図３】プリンタの電気的構成を説明するブロック図である。
【図４】駆動信号発生回路が発生する往路駆動信号と復路駆動信号とを説明する図である。
【図５】往路駆動信号におけるインク滴吐出制御を説明する図である。
【図６】復路駆動信号におけるインク滴吐出制御を説明する図である。
【図７】供給される駆動パルスと画素領域内でのインク滴の着弾位置の関係を印字データ毎に示した模式図であり、（ａ）は微振動を、（ｂ）は小ドットを、（ｃ）は中ドットを、（ｄ）は大ドットをそれぞれ示す。
【図８】（ａ），（ｂ）は、往路駆動信号と中ドット駆動パルスを供給した際のメニスカスの動きを説明する図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、復路駆動信号と小ドット駆動パルスを供給した際のメニスカスの動きを説明する図である。
【図１０】第２実施形態を説明する図であり、インク滴吐出制御を説明する図である。
【符号の説明】
１…インクジェット式プリンタ，２…記録ヘッド，３…インクカートリッジ，４…カートリッジホルダ部，５…キャリッジ，６…ハウジング，７…ガイド部材，８…パルスモータ，９…駆動プーリー，１０…遊転プーリー，１１…タイミングベルト，１２…制御部，１３…記録紙，１４…紙送りモータ，１５…プラテンローラ，２１…記録ヘッドのケース，２２…流路ユニット，２３…振動子ユニット，２４…圧力室，２５…ノズル開口，２６…収納空部，２７…流路形成基板，２８…ノズルプレート，２９…振動板，３０…リザーバ，３１…液供給路，３２…支持板，３３…弾性体膜，３４…島部，３５…圧電振動子，３６…固定板，４１…プリンタコントローラ，４２…プリントエンジン，４３…外部Ｉ／Ｆ，４４…ＲＡＭ，４５…ＲＯＭ，４６…発振回路，４７…駆動信号発生回路，４８…内部Ｉ／Ｆ，５１…第１シフトレジスタ，５２…第２シフトレジスタ，５３…第１ラッチ回路，５４…第２ラッチ回路，５５…デコーダ，５６…制御ロジック，５７…レベルシフタ，５８…スイッチ回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid ejecting apparatus that ejects various liquids, and a method for controlling the ejection of liquid droplets by the liquid ejecting apparatus.
[0002]
[Prior art]
The liquid ejecting apparatus includes an ejecting head, and ejects (discharges) various liquids from the ejecting head. As the liquid ejecting apparatus, for example, there is an image recording apparatus such as an ink jet printer or an ink jet plotter. Recently, however, the liquid ejecting apparatus has been applied to various manufacturing apparatuses by utilizing a feature that a very small amount of liquid can be accurately supplied to a predetermined position. Has also been applied. For example, a display manufacturing apparatus for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an electrode manufacturing apparatus for forming an electrode such as an organic EL (Electro Luminescence) display or an FED (surface emitting display), and a chip for manufacturing a biochip (biochemical element). Applied to manufacturing equipment. A recording head for an image recording apparatus ejects a liquid ink, and a color material ejecting head for a display manufacturing apparatus ejects a solution of each of R (Red), G (Green), and B (Blue) color materials. In addition, the electrode material ejecting head for the electrode manufacturing apparatus discharges a liquid electrode material, and the biological organic matter ejecting head for the chip manufacturing apparatus discharges a solution of a biological organic substance.
[0003]
There are various types of such ejection heads, and a widely-used so-called on-demand type head has a plurality of liquid passages extending from a reservoir through a pressure chamber to a nozzle opening corresponding to the nozzle opening. And ejecting liquid droplets from the nozzle openings by utilizing pressure fluctuations generated in the liquid in the pressure chamber by the operation of the pressure generating element. In this ejection head, a free surface (hereinafter, referred to as a meniscus) of the liquid is exposed at the nozzle opening. Then, since the solvent component of the liquid evaporates through the meniscus, the concentration of the liquid near the nozzle opening tends to increase. Therefore, the meniscus is finely vibrated in the vicinity of the nozzle opening to prevent the liquid concentration from increasing as much as possible. For example, a micro-vibration pulse that causes a pressure fluctuation in the liquid in the pressure chamber to such an extent that the liquid droplet is not ejected is included in the drive signal, and when the droplet is not ejected, the micro-vibration pulse is supplied to the pressure generating element to provide a meniscus. Is slightly vibrated (for example, see Patent Document 1).
[0004]
In this type of liquid ejecting apparatus, there is a demand for precisely controlling the amount of landing droplets while improving the ejection amount of droplets per unit time. Taking an inkjet printer as an example, improving the ejection rate of droplets per unit time improves the recording speed of image data on recording paper, and is optimal by precisely controlling the amount of landing droplets It is possible to record with dots of an appropriate size and improve the image quality. In order to meet this demand, bidirectional ejection is performed in which the ejection head is reciprocated along the main scanning direction and the liquid is ejected on both the outward path and the return path. In addition, as a drive pulse for driving the pressure generating element, a drive signal is configured using a small droplet discharge pulse for discharging a small droplet and a medium droplet discharge pulse for discharging a medium droplet, and a control unit as a control unit In the ejection cycle, a small droplet and a medium droplet can be selectively ejected, and the liquid is divided into four stages: non-recording, small droplet, medium droplet, and large droplet (small droplet + medium droplet). Control of droplet ejection is also performed. Further, with respect to the backward drive signal generated during the backward scan of the ejection head, the arrangement of each drive pulse is made in the reverse order to the forward drive signal generated during the forward scan so that the landing position of the small droplet and the landing position of the middle droplet are achieved. There is also proposed an apparatus in which the data is aligned between the forward scan and the backward scan (for example, see Patent Document 2).
[0005]
Note that the above Patent Document 1 is Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-81012 (page 8, FIG. 4), and Patent Document 2 is Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-1001 (pages 8-9, FIG. 11-12). ).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, from the viewpoint of improving the ejection amount of droplets per unit time, one ejection cycle is preferably short. This is because high-frequency ejection of droplets becomes possible. In addition, from the viewpoint of precisely controlling the amount of landing droplets, it is preferable that the ejection cycle is long. This is because more types of ejection pulses can be used for ejecting droplets. However, when the number of pulses included in one ejection cycle is increased, the ejection cycle becomes longer. When the ejection cycle is shortened, the number of ejection pulses that can be included (the number of ejectable droplets) is increased. Types) will be reduced.
[0007]
Further, in a configuration in which the arrangement of each drive pulse is reversed in the forward drive signal and the backward drive signal, when a large droplet is discharged, for example, in the forward scan, a middle droplet discharge pulse is changed to a small droplet discharge pulse. Are supplied to the pressure generating element in the order of, and during the backward scanning, the liquid droplets are supplied to the pressure generating element in the order of the small droplet discharge pulse to the medium droplet discharge pulse. When a droplet is ejected, the meniscus oscillates relatively large, but the oscillation pattern is different between the ejection of a small droplet and the ejection of a medium droplet, and the amount of the ejected droplet also depends on the drive pulse supply time. It depends on the position of the meniscus. For example, even if the ejection pulse having the same waveform shape is supplied, when the meniscus supplies the ejection pulse at a position deeper than the edge of the nozzle opening, the ejection pulse is supplied in a state in which the meniscus is raised above the edge of the nozzle opening. The amount of the droplet is smaller than that of the droplet. Therefore, if the driving pulses are simply interchanged between the forward drive signal and the return drive signal, the total amount of droplets ejected by the two drive pulses may vary.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to increase the types of droplets to be ejected while shortening one ejection cycle as much as possible. Another object of the present invention is to make the ejection amounts of the droplets in the forward path and the return path equal to each other in bidirectional injection.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been proposed to achieve the above object, and according to the first aspect, the liquid pressure in the pressure chamber is changed by the operation of the pressure generating element, and the liquid changes from the nozzle opening by the pressure change. An ejection head capable of ejecting a droplet, a drive signal generating means capable of repeatedly generating a drive signal including a plurality of drive pulses for each ejection cycle, and selectively applying a drive pulse from the drive signal generated by the drive signal generation means. In a liquid ejecting apparatus including a pulse supply unit capable of supplying to the generation element,
The drive signal generating means includes a fine vibration pulse for finely vibrating the meniscus and a discharge pulse for discharging ink droplets, and generates a drive signal in which the fine vibration pulse is arranged before the discharge pulse,
The liquid supply apparatus is characterized in that the pulse supply unit changes supply of a droplet by the discharge pulse by selecting supply or non-supply of a micro-vibration pulse prior to supply of the discharge pulse.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the liquid ejecting apparatus according to the first aspect, wherein the drive signal generating means generates a drive signal including a plurality of ejection pulses within one ejection cycle.
[0011]
3. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the driving signal generating unit generates a driving signal including a plurality of ejection pulses having different amounts within one ejection cycle. It is.
[0012]
According to the fourth aspect of the present invention, the pressure generating element changes the liquid pressure in the pressure chamber by operating the pressure generating element. A moving head scanning mechanism, a driving signal generating means capable of repeatedly generating a driving signal including a plurality of driving pulses for each ejection cycle, and selectively driving a driving pulse from the driving signal generated by the driving signal generating means. In a liquid ejecting apparatus including a pulse supply unit capable of supplying to the generation element,
The drive signal includes a micro-vibration pulse for micro-vibrating the meniscus, a first discharge pulse and a second discharge pulse capable of discharging different amounts of droplets,
The drive signal generation means generates a forward drive signal in which a second ejection pulse is arranged after the first ejection pulse during the forward scan of the ejection head, and determines the arrangement of both ejection pulses during the backward scan of the ejection head. Generates a return path drive signal in which the micro vibration pulse is arranged between both ejection pulses in the reverse order of scanning.
In the liquid ejecting apparatus, the pulse supply unit supplies the micro-vibration pulse to the pressure generating element prior to the first ejection pulse when supplying both ejection pulses successively during the backward scanning. .
[0013]
6. The device according to claim 5, wherein the first ejection pulse is a medium droplet ejection pulse for ejecting a medium droplet, and the second ejection pulse is a small droplet ejection pulse for ejecting a small droplet. The liquid ejecting apparatus according to claim 4, wherein:
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, in the liquid ejecting apparatus according to the fourth or fifth aspect, the drive signal generating means generates a plurality of ejection pulses at regular intervals over an ejection cycle. is there.
[0015]
An ejection head capable of discharging a liquid droplet from a nozzle opening by a change in the pressure of a liquid in a pressure chamber by an operation of a pressure generating element, and a drive signal including a plurality of drive pulses. Of a liquid ejecting apparatus, comprising: a drive signal generating means capable of repeatedly generating a pulse every discharge cycle; and a pulse supply means capable of selectively supplying a drive pulse from the drive signal generated by the drive signal generating means to the pressure generating element. In the control method,
Including a fine vibration pulse for finely vibrating the meniscus and a discharge pulse for discharging liquid droplets, a drive signal in which a discharge pulse signal is arranged after the fine vibration pulse is generated from the drive signal generation unit,
A discharge control method for a liquid ejecting apparatus, characterized in that the supply or non-supply of a micro-vibration pulse is selected by a pulse supply unit to vary the amount of droplets discharged by the discharge pulse.
[0016]
According to the eighth aspect, an ejection head capable of ejecting liquid droplets from a nozzle opening by changing the liquid pressure in a pressure chamber by the operation of a pressure generating element, and causing the ejection head to move along a main scanning direction. A moving head scanning mechanism, a driving signal generating means capable of repeatedly generating a driving signal including a plurality of driving pulses for each ejection cycle, and selectively driving a driving pulse from the driving signal generated by the driving signal generating means. In the ejection control method for a liquid ejecting apparatus including a pulse supply unit capable of supplying a pulse to a generation element, a first ejection pulse for ejecting a predetermined amount of droplets is applied to a droplet of a different amount during forward scanning of the ejection head. A drive signal generating unit generates a forward drive signal arranged before the second discharge pulse to be discharged,
At the time of the backward scanning of the ejection head, the first ejection pulse is arranged after the second ejection pulse, and a backward movement drive signal in which a fine vibration pulse for finely vibrating the meniscus is arranged between these discharge pulses is generated by a drive signal generating means. Generated from
A discharge control method for a liquid ejecting apparatus, characterized in that a fine vibration pulse is also supplied to a pressure generating element when continuously supplying discharge pulses before and after during a return scan of an ejection head.
[0017]
10. The method according to claim 9, wherein the first ejection pulse is a medium droplet ejection pulse for ejecting a medium droplet, and the second ejection pulse is a small droplet ejection pulse for ejecting a small droplet. An ejection control method for a liquid ejecting apparatus according to claim 8, wherein:
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, an image recording apparatus, which is an embodiment of a liquid ejecting apparatus, specifically, an ink jet printer will be described as an example. However, the present invention can be applied to industrial machines such as manufacturing apparatuses.
[0019]
The ink jet printer 1 (hereinafter, referred to as the printer 1) shown in FIG. 1 includes a carriage 5 having a cartridge holder 4 to which a recording head 2 is attached and which can hold an ink cartridge 3. The carriage 5 is movably attached to a guide member 7 provided on a housing 6, and is reciprocated along the guide member 7 by a head scanning mechanism.
[0020]
The head scanning mechanism includes a pulse motor 8 attached to the left and right ends of the housing 6, a drive pulley 9 connected to the rotation shaft of the pulse motor 8, an idle pulley 10 provided at the left and right ends of the housing 6, A timing belt 11 is provided between the drive pulley 9 and the idler pulley 10 and connected to the carriage 5, and a control unit 12 (see FIG. 3) for controlling the rotation of the pulse motor 8 is provided. is there. That is, the head scanning mechanism reciprocates the recording head 2 in the width direction (that is, the main scanning direction) of the recording paper 13 which is a kind of the print recording medium by operating the pulse motor 8. The recording paper 13 is also a kind of landing target on which the droplet lands. In addition, the printer 1 includes a paper feeding mechanism that feeds the recording paper 13 in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. The paper feed mechanism includes a paper feed motor 14, a platen roller 15, and the like, and sequentially feeds the recording paper 13 in conjunction with the main scanning of the recording head 2.
[0021]
The recording head 2 is mounted on a surface (lower surface) of the carriage 5 facing the recording paper 13. As shown in FIG. 2, the recording head 2 has a configuration in which a flow path unit 22 is joined to a distal end surface of a block-shaped case 21, and a vibrator unit 23 applies pressure fluctuation to a pressure chamber 24 in the flow path unit 22. In this configuration, ink droplets are ejected from the nozzle openings 25.
[0022]
The case 21 has a storage space 26 for storing the transducer unit 23 therein, and is made of, for example, a synthetic resin such as epoxy. The storage space 26 is provided so as to penetrate from the opening on the joint surface side with the flow path unit 22 to the opposite surface.
[0023]
The flow channel unit 22 has a configuration in which a nozzle plate 28 is bonded to one surface of a flow channel forming substrate 27 and a vibration plate 29 is bonded to the other surface. The flow path forming substrate 27 is made of, for example, a silicon wafer or a metal plate. In the present embodiment, a plurality of pressure chambers 24 communicating with the respective nozzle openings 25, a reservoir 30, and a plurality of liquid supplies communicating the reservoir 30 with the respective pressure chambers 24 by etching the silicon wafer. The paths 31... Are appropriately formed. The nozzle plate 28 is made of, for example, a thin stainless steel plate, and a plurality of nozzle openings 25 are formed in rows at a pitch corresponding to the dot formation density. The vibration plate 29 has a double structure in which an elastic film 33 such as a PPS film is laminated on a support plate 32 made of stainless steel, and a portion corresponding to each of the pressure chambers 24. An island portion 34 is formed in the ring.
[0024]
The vibrator unit 23 is generally constituted by a plurality of piezoelectric vibrators 35, which are a kind of pressure generating element, and a fixed plate 36 to which a part of the piezoelectric vibrators 35 is joined. The piezoelectric vibrator 35 is formed in a comb-like shape by forming slits at a predetermined pitch corresponding to each of the pressure chambers 24 on one piezoelectric plate in which piezoelectric bodies and electrode layers are alternately stacked. Further, the fixed plate 36 is joined to a base end portion of the comb-shaped vibrator. The vibrator unit 23 is mounted in the storage space 26 with the ends of the piezoelectric vibrators 35. That is, it is attached by bonding the back surface of the fixing plate 36 and the wall surface of the storage space 26. In this stored state, the tips of the piezoelectric vibrators 35 contact the corresponding island portions 34 of the diaphragm 29 and are joined.
[0025]
Each of the piezoelectric vibrators 35 expands and contracts in the element longitudinal direction orthogonal to the laminating direction by applying a potential difference between the opposing electrodes, and displaces the elastic film 33 that defines a part of the pressure chamber 24. That is, in the recording head 2, by extending the free end of the piezoelectric vibrator 35 in the element longitudinal direction, the island 34 is pushed toward the nozzle plate 28, and the elastic film 33 around the island is deformed. The volume of the pressure chamber 24 decreases. When the free end of the piezoelectric vibrator 35 is contracted in the longitudinal direction of the element, the pressure chamber 24 expands due to the displacement of the elastic film 33. As the pressure chamber 24 expands and contracts, the pressure of the ink filled in the pressure chamber 24 fluctuates, and ink droplets are ejected from the nozzle openings 25.
[0026]
Next, the electrical configuration of the printer 1 will be described. As shown in FIG. 3, the printer 1 includes a printer controller 41 and a print engine 42.
[0027]
The printer controller 41 includes an interface 43 (hereinafter, referred to as an external I / F 43) for receiving print data from a host computer (not shown), a RAM 44 for storing various data, and a routine for processing various data. The stored ROM 45, the control unit 12 including a CPU and the like, an oscillation circuit 46 for generating a clock signal (CK), a drive signal generation circuit 47 for generating a drive signal (COM) to be supplied to the recording head 2, and print data (A dot pattern data, a kind of ejection data) and an interface 48 (hereinafter, referred to as an internal I / F 48) for transmitting a drive signal and the like to the print engine 42.
[0028]
The external I / F 43 receives, for example, any one of character codes, graphic functions, and image data or print data including a plurality of data from a host computer or the like. The external I / F 43 outputs a busy signal (BUSY), an acknowledge signal (ACK), and the like to the host computer. The RAM 44 is used as a reception buffer, an intermediate buffer, an output buffer, a work memory (not shown), and the like. The print data from the host computer received by the external I / F 43 is temporarily stored in the reception buffer. The intermediate buffer stores the intermediate code data converted into the intermediate code by the control unit 12. Print data serially transmitted to the recording head 2 is developed in the output buffer. The ROM 45 stores various control routines executed by the control unit 12, font data and graphic functions, various procedures, and the like.
[0029]
The control unit 12 functions as data expanding means, and expands print data into print data. That is, the print data in the reception buffer is read and converted into an intermediate code, and the intermediate code data is stored in the intermediate buffer. Then, the intermediate code data read from the intermediate buffer is analyzed, and the intermediate code data is developed into print data for each dot with reference to font data, graphic functions, and the like in the ROM 45. In the present embodiment, this print data is composed of 2-bit data (described later). The developed print data is stored in an output buffer, and when one line of print data corresponding to one main scan is obtained, the one line of print data (SI) is recorded through the internal I / F 48. The data is serially transmitted to the head 2. When one line of print data is transmitted from the output buffer, the contents of the intermediate buffer are erased, and the conversion to the next intermediate code is performed.
[0030]
Further, the control unit 12 constitutes a part of timing signal generating means, and supplies a latch signal (LAT) and a channel signal (CH) to the recording head 2 through the internal I / F 48. These latch signals and channel signals define the supply start timing of the drive pulse included in the drive signal (COM) (described later). Further, the control unit 12 also functions as a signal waveform setting unit, and sets the waveform of the drive signal COM generated by controlling the drive signal generation circuit 47.
[0031]
The drive signal generation circuit 47 is a kind of drive signal generation means in the present invention, and under the control of the control unit 12, a series of drive signals including a plurality of drive pulses (DP1, DP2, VP, see FIG. 4). A signal is repeatedly generated for each recording cycle T (a kind of ejection cycle in the present invention). Then, the drive signal generation circuit 47 of the present embodiment generates the forward drive signal COM1 during the forward scan of the print head 2 and generates the backward drive signal COM2 during the backward scan. The drive signal will be described later in detail.
[0032]
The print engine 42 includes the recording head 2, the pulse motor 8 of the head scanning mechanism, the paper feed motor 14 of the paper feed mechanism, and the like. The recording head 2 includes a shift register circuit including a first shift register 51 and a second shift register 52, a latch circuit including a first latch circuit 53 and a second latch circuit 54, a decoder 55, a control logic 56, The configuration includes a level shifter 57, a switch circuit 58, and a piezoelectric vibrator 35. A plurality of shift registers 51 and 52, latch circuits 53 and 54, a decoder 55, a switch circuit 58, and a piezoelectric vibrator 35 are provided in correspondence with the nozzle openings 25 of the recording head 2, respectively.
[0033]
Then, the recording head 2 ejects ink droplets based on the print data (SI) from the printer controller 41. That is, print data from the printer controller 41 is serially transmitted from the internal I / F 48 to the first shift register 51 and the second shift register 52 in synchronization with a clock signal (CK) from the oscillation circuit 46. This print data is 2-bit data as described above, and is constituted by gradation information representing four gradations of non-printing, small dots, medium dots, and large dots. In the present embodiment, non-recording is gradation information [00], small dots are gradation information [01], medium dots are gradation information [10], and large dots are gradation information [11]. It is. The print data is also a type of ejection amount information indicating the amount of the ejected droplet.
[0034]
This print data is set for each nozzle opening 25. That is, the data of the lower bits (L) for all the nozzle openings 25 are input to the first shift register 51, and the data of the upper bits (H) for all the nozzle openings 25 are input to the second shift register 52. . A first latch circuit 53 is electrically connected to the first shift register 51, and a second latch circuit 54 is electrically connected to the second shift register 52. When a latch signal (LAT) from the printer controller 41 is input to each of the latch circuits 53 and 54, the first latch circuit 53 latches data of lower bits of the print data, and the second latch circuit 54 outputs the print data. Latch the data of the upper bits of. The set of the first shift register 51 and the first latch circuit 53 and the set of the second shift register 52 and the second latch circuit 54 which operate as described above each constitute a storage circuit and are input to the decoder 55. Temporarily stores the previous print data.
[0035]
The print data latched by the latch circuits 53 and 54 is input to the decoder 55. The decoder 55 functions as a translation unit, and translates 2-bit print data to generate pulse selection information. The decoder 55 of the present embodiment includes a waveform selection table that defines the relationship between print data and drive pulses, and generates 3-bit pulse selection information based on the waveform selection table. The pulse selection information is configured by associating each bit with each drive pulse (DP1, DP2, VP) constituting the drive signal (COM). Then, supply or non-supply of the drive pulse to the piezoelectric vibrator 35 is selected according to the content of each bit (for example, [0], [1]). The drive pulse supply control will be described later in detail.
[0036]
Further, a timing signal from the control logic 56 is also input to the decoder 55. The control logic 56 functions as a timing signal generator together with the controller 12, and generates a timing signal based on a latch signal (LAT) and a channel signal (CH). That is, as shown in FIGS. 5 and 6, the control logic 56 generates a timing signal every time a latch signal (LAT) or a channel signal (CH) is received.
[0037]
The pulse selection information translated by the decoder 55 is input to the level shifter 57 every time the timing signal reception timing arrives in order from the upper bit side. For example, at the first timing (at the start of T1) in the recording cycle T, the data of the most significant bit of the pulse selection information is input to the level shifter 57, and at the second timing (at the start of T2), the second bit in the pulse selection information is obtained. Bit data is input to the level shifter 57. The level shifter 57 functions as a voltage amplifier, and outputs an electric signal boosted to a voltage capable of driving the switch circuit 58, for example, a voltage of about several tens of volts when the pulse selection information is [1]. The pulse selection information of [1] boosted by the level shifter 57 is supplied to a switch circuit 58 functioning as a switch. The drive signal (COM) from the drive signal generation circuit 47 is supplied to the input side of the switch circuit 58, and the piezoelectric vibrator 35 is connected to the output side of the switch circuit 58.
[0038]
Then, the pulse selection information controls the operation of the switch circuit 58, that is, the supply of the drive pulse to the piezoelectric vibrator 35. For example, during a period in which the pulse selection information applied to the switch circuit 58 is [1], the switch circuit 58 is in a connected state and a drive pulse is supplied to the piezoelectric vibrator 35. Changes the potential level of the signal. On the other hand, during a period when the pulse selection information applied to the switch circuit 58 is [0], the level shifter 57 does not output an electric signal for operating the switch circuit 58. For this reason, the switch circuit 58 is cut off, and no drive pulse is supplied to the piezoelectric vibrator 35. Since the piezoelectric vibrator 35 behaves like a capacitor, the switch circuit 58 keeps the previous potential in the disconnected state.
[0039]
The control logic 56, the decoder 55, the level shifter 57, and the switch circuit 58, which perform such operations, function as a kind of pulse supply means in the present invention, and based on the print data (discharge amount information), A drive pulse is selected and supplied to the piezoelectric vibrator 35.
[0040]
Next, the drive signal (COM) generated by the drive signal generation circuit 47 will be described. As shown in FIG. 4, the drive signal generation circuit 47 generates a forward drive signal COM1 during the forward scan of the print head 2, and generates a backward drive signal COM2 during the backward scan of the print head 2. These drive signals COM1 and COM2 are configured by connecting a plurality of drive pulses in series. That is, a medium dot ejection pulse DP1 for ejecting medium ink droplets in an amount corresponding to medium dots, a small dot ejection pulse DP2 for ejecting small ink droplets in an amount corresponding to small dots, and a meniscus that does not eject ink droplets. Is constituted by a drive signal connected in series with a micro-vibration pulse VP for micro-vibrating. The reason why the drive signals COM1 and COM2 are configured in this way is to make the recording cycle T as short as possible. That is, a total of three types of ink droplets can be ejected by separately supplying the ejection pulses DP1 and DP2 to the piezoelectric vibrator 35 or by continuously supplying each ejection pulse. That is, recording can be performed in four gradations including non-recording. Therefore, a waveform dedicated to large dots can be omitted, and the recording cycle T can be shortened accordingly.
[0041]
The above-mentioned medium ink droplet is a kind of medium droplet in the present invention, and the small ink droplet is one kind of small droplet in the present invention. The medium dot discharge pulse DP1 is a kind of medium droplet discharge pulse in the present invention, and is also a first discharge pulse. Further, the small droplet discharge pulse is a kind of the small droplet discharge pulse in the present invention, and is also the second discharge pulse.
[0042]
The outward drive signal COM1 includes a medium dot ejection pulse DP1 arranged in the period T1 (that is, generated in the period T1), a small dot ejection pulse DP2 arranged in the period T2, and a micro vibration pulse arranged in the period T3. VP and is repeatedly generated for each recording cycle T. On the other hand, the return path drive signal COM2 has a small dot ejection pulse DP2 arranged in the period T1 ', a micro-vibration pulse VP arranged in the period T2', and a medium dot ejection pulse DP1 arranged in the period T3 '. Then, it is repeatedly generated every recording cycle T. That is, the return path drive signal COM2 is a signal in which the arrangement of the small dot discharge pulse DP2 and the medium dot discharge pulse DP1 is in the reverse order to that of the forward path drive signal COM1, and the fine vibration pulse VP is disposed between both discharge pulses DP2 and DP1. is there.
[0043]
In these drive signals, the middle dot ejection pulse DP1 of the forward drive signal COM1 and the middle dot ejection pulse DP1 of the return drive signal COM2 have the same waveform, and when supplied to the piezoelectric vibrator 35, the nozzle opening of the recording head 2 is opened. From 25, a predetermined amount (for example, 5 pL) of ink droplets is ejected. Further, the small dot ejection pulse DP2 and the fine vibration pulse VP also have the same waveform shape in the forward drive signal COM1 and the return drive signal COM2. When the small dot ejection pulse DP2 is supplied to the piezoelectric vibrator 35, a predetermined amount (for example, 2.5 pL) of ink droplets is ejected from the nozzle opening 25 of the recording head 2. Further, when the micro-vibration pulse VP is supplied to the piezoelectric vibrator 35, the meniscus moves alternately between the ink droplet ejection side and the pressure chamber side, and ink thickening near the nozzle opening 25 is prevented.
[0044]
The medium dot ejection pulse DP1 includes an ejection pulse section (P1 to P3) for ejecting ink droplets and a vibration suppression pulse section (P4 to P6) generated after the ejection pulse section and suppressing meniscus vibration after ink droplet ejection. ) And a pulse connection element P7 for connecting between the ejection pulse section and the vibration suppression pulse section. The ejection pulse section includes an expansion element P1 that increases the potential from a minimum potential VL to a first maximum potential VH1 at such a gradient that ink droplets are not ejected, and a first maximum potential VH1 generated following the expansion element P1 for a predetermined time. An expansion hold element P2 to be maintained and a discharge element P3 to lower the potential at a relatively steep gradient from the first maximum potential VH1 to the minimum potential VL. The damping pulse section includes a damping expansion element P4 that raises the potential from a minimum potential VL to a damping potential VA with a relatively gentle potential gradient that does not eject ink droplets. A damping hold element P5 that is generated and maintains the damping potential VA for a predetermined time; and a potential that is generated subsequent to the damping hold element P5 and falls from the damping potential VA to the minimum potential VL with a relatively gentle potential gradient. And a vibration damping / shrinking element P6. The pulse connection element P7 connects the end of the ejection element P3 and the start of the vibration damping expansion element P4 with the lowest potential VL.
[0045]
When the medium dot ejection pulse DP1 is supplied to the piezoelectric vibrator 35, the piezoelectric vibrator 35 and the pressure chamber 24 operate as follows, and the state (position) of the meniscus is changed as shown in FIG. It changes as shown. Here, FIG. 8B is a diagram schematically illustrating the position of the meniscus based on the steady state of the meniscus (that is, a state where the meniscus is stable near the opening edge of the nozzle opening 25). The position of the edge is indicated by [0], the state of rising from the opening edge toward the discharge side is indicated by [+], and the state of being drawn from the opening edge toward the pressure chamber 24 is indicated by [-].
[0046]
That is, when the medium dot ejection pulse DP1 is supplied to the piezoelectric vibrator 35, first, the piezoelectric vibrator 35 contracts greatly with the supply of the expansion element P1, and the pressure chamber 24 largely expands from the minimum volume. As a result, the meniscus is largely drawn from the steady state ([0] position) to the pressure chamber 24 side ([-] side). The expanded state of the pressure chamber 24 is maintained during the supply period of the expansion hold element P2. Then, due to the pressure fluctuation of the ink in the pressure chamber 24 during the maintenance period, the drawn meniscus returns to the vicinity of the edge of the nozzle opening 25. Thereafter, the ejection element P3 is supplied, the ink pressure in the pressure chamber 24 rises rapidly, and the meniscus also moves rapidly to the ejection side ([+] side) and extends in a columnar shape. Then, a part of the meniscus extending in a columnar shape is torn, and a medium ink droplet is ejected.
[0047]
The pulse connection element P7 is supplied following the ejection element P3. Since the potential of the pulse connection element P7 is the lowest potential VL, the contracted state of the pressure chamber 24 is maintained. Then, during this maintenance period, the meniscus rapidly returns toward the pressure chamber 24 due to the reaction of ejecting the ink droplets. Thereafter, at the timing to cancel the rapid return of the meniscus, the vibration damping expansion element P4 is supplied, the pressure chamber 24 expands again, and the ink in the pressure chamber 24 is depressurized. Thereby, the kinetic energy of the meniscus is absorbed. Further, after a lapse of the time specified by the vibration suppression hold element P5, the vibration suppression contraction element P6 is supplied to contract the pressure chamber 24 so as to cancel the movement of the meniscus, and pressurize the ink. Thereafter, the meniscus freely vibrates according to the ink pressure remaining in the pressure chamber 24.
[0048]
The small dot ejection pulse DP2 is an expansion element P11 that raises the potential at a relatively steep gradient from the lowest potential VL to the second maximum potential VH2, and the second maximum potential VH2 generated after the expansion element P11 is extremely short. An expansion hold element P12 for maintaining time, an ejection element P13 for rapidly decreasing the potential from the second maximum potential VH2 to the ejection potential VF, an ejection hold element P14 for maintaining the ejection potential VF for a very short time, and an ejection potential VF. And a damping element P15 for lowering the potential with a relatively gentle potential gradient from to the lowest potential VL.
[0049]
When the small dot ejection pulse DP2 is supplied to the piezoelectric vibrator 35, the piezoelectric vibrator 35 and the pressure chamber 24 operate as follows, and the meniscus changes as shown in FIG. 9B. . Here, FIG. 9B is a diagram schematically illustrating the position of the meniscus based on the steady state of the meniscus, and is a diagram corresponding to FIG. 8B described above.
[0050]
That is, when the small dot ejection pulse DP2 is supplied to the piezoelectric vibrator 35, first, the piezoelectric vibrator 35 contracts greatly with the supply of the expansion element P11, and the pressure chamber 24 rapidly changes from the minimum volume to the maximum volume. Swell. With this expansion, the pressure inside the pressure chamber 24 is greatly reduced, and the meniscus is largely drawn from the steady state (position [0]) to the pressure chamber 24 side ([-] side). At this time, the central portion of the meniscus, that is, the central portion of the nozzle opening 25 is once drawn into a large extent. Thereafter, the center portion of the meniscus is raised in a convex shape by the reaction. Next, when the ejection element P13 is supplied, the pressure chamber 24 is rapidly contracted to pressurize the ink, and the central portion of the meniscus grows rapidly as an ink column (that is, moves rapidly to the [+] side). Thereafter, the tip of the grown ink column is torn off, and as a result, an ink droplet (small ink droplet) corresponding to the small dot is ejected.
[0051]
The meniscus rapidly returns toward the pressure chamber 24 due to the ejection of the ink droplet, but the pressure chamber 24 is gradually contracted by the damping element P15 supplied in accordance with the return of the meniscus. The kinetic energy of the meniscus is absorbed by the pressurization of the ink caused by the contraction, and the return speed of the meniscus becomes slow. Thereafter, the meniscus freely oscillates according to the ink pressure remaining in the pressure chamber 24 as shown by the dotted line in the figure.
[0052]
The micro-vibration pulse VP includes a micro-vibration expansion element P21 that raises the potential from the lowest potential VL to the micro-vibration potential VB with a relatively gentle potential gradient that does not cause ink droplets to be ejected. A generated micro-vibration hold element P22 that is generated and maintains the micro-vibration potential VB for a predetermined time, and a potential that is generated subsequent to the micro-vibration hold element P22 and decreases in potential from the micro-vibration potential VB to the minimum potential VL with a relatively gentle potential gradient And a micro vibration contraction element P23.
[0053]
When the micro vibration pulse VP is supplied to the piezoelectric vibrator 35, the piezoelectric vibrator 35 and the pressure chamber 24 operate as follows. That is, the supply of the micro-vibration expansion element P21 causes the pressure chamber 24 to expand gently, and the ink in the pressure chamber 24 is also gradually reduced in pressure. The meniscus slightly moves toward the pressure chamber 24 due to the decrease in the ink pressure. The expanded state of the pressure chamber 24 is maintained during the supply period of the micro vibration holding element P22. Even during this maintenance period, the meniscus continues to move gently according to the pressure fluctuation in the pressure chamber 24. Thereafter, the pressure chamber 24 is gradually contracted by the supply of the micro-vibration contraction element P23, and the ink in the pressure chamber 24 is gradually pressurized. The meniscus slightly moves to the ejection side by this pressurization. By such a movement of the meniscus, if there is a thickened portion near the nozzle opening 25, the thickened portion is dispersed in the ink, thereby preventing the ink from being thickened.
[0054]
Next, the ink droplet ejection control in the printer 1 having the above configuration will be described.
[0055]
In the present embodiment, the pulse supply means (the control logic 56, the decoder 55, the level shifter 57, the switch circuit 58, and so on) generates the micro-vibration pulse VP based on the non-recording print data (gradation information) [00]. The small dot ejection pulse DP2 is supplied to the piezoelectric vibrator 35 based on the small dot print data [01]. Also, a medium dot ejection pulse DP1 is supplied to the piezoelectric vibrator 35 based on the medium dot print data [10], and a small dot ejection pulse DP2 and a medium dot ejection pulse DP1 based on the large dot print data [11]. Both are supplied to the piezoelectric vibrator 35. Further, in recording a large dot at the time of backward scanning, the pulse supply means supplies the piezoelectric vibrator 35 with a micro-vibration pulse VP in addition to these two ejection pulses. That is, the micro-vibration pulse VP is supplied prior to the supply of the medium dot ejection pulse DP1, and the amount of the ink droplet is adjusted. Hereinafter, a specific description will be given.
[0056]
As shown in FIG. 5, the pulse supply means translates the print data [00] and generates pulse selection information [001] during the forward scan of the recording head 2. Here, the most significant bit of the pulse selection information corresponds to the period T1, that is, the medium dot discharge pulse DP1, and the second bit corresponds to the period T2, that is, the small dot discharge pulse DP2. Further, the least significant bit corresponds to the period T3, that is, the micro-vibration pulse VP. Therefore, according to the pulse selection information [001], the switch circuit 58 is turned on in the period T3, and the minute vibration pulse VP is supplied to the piezoelectric vibrator 35. The pulse supply means translates the print data [01] to generate pulse selection information [010]. By the pulse selection information [010], the switch circuit 58 is turned on in the period T2, and the small dot ejection pulse DP2 is supplied to the piezoelectric vibrator 35. Similarly, the pulse supply means translates the print data [10] to generate pulse selection information [100]. By the pulse selection information [100], the switch circuit 58 is turned on in the period T1, and the medium dot ejection pulse DP1 is supplied to the piezoelectric vibrator 35. Further, the pulse supply means translates the print data [11] to generate pulse selection information [110]. With the pulse selection information [110], the switch circuit 58 is turned on in the periods T1 and T2, and the medium dot ejection pulse DP1 and the small dot ejection pulse DP2 are continuously supplied to the piezoelectric vibrator 35.
[0057]
As shown in FIG. 6, the pulse supply means translates the print data [00] and generates pulse selection information [010] during the backward scan of the recording head 2. Here, the most significant bit of the pulse selection information corresponds to the period T1 ', that is, the small dot ejection pulse DP2, and the second bit corresponds to the period T2', that is, the minute vibration pulse VP. Further, the least significant bit corresponds to the period T3 ', that is, the medium dot ejection pulse DP1. Therefore, according to the pulse selection information [010], the switch circuit 58 is turned on in the period T2 ′, and the micro-vibration pulse VP is supplied to the piezoelectric vibrator 35. The pulse supply means translates the print data [01] to generate pulse selection information [100]. As a result, the switch circuit 58 is turned on in the period T1 ′, and the small dot ejection pulse DP2 is supplied to the piezoelectric vibrator 35. Similarly, the pulse supply means translates the print data [10] to generate pulse selection information [001]. As a result, the switch circuit 58 is turned on in the period T3 ', and the medium dot ejection pulse DP1 is supplied to the piezoelectric vibrator 35. Further, the pulse supply means translates the print data [11] to generate pulse selection information [111]. As a result, the switch circuit 58 is turned on in the entire period from the period T1 'to the period T3', and the small dot ejection pulse DP2, the minute vibration pulse VP, and the medium dot ejection pulse DP1 are sequentially supplied to the piezoelectric vibrator 35.
[0058]
When each drive pulse is supplied to the piezoelectric vibrator 35 in this manner, the landing position of the ink droplet in the pixel area (the area on the recording paper 13 divided by the recording cycle T and the area where one dot can be recorded) is determined. The dots are aligned for each dot size during the forward scan and the backward scan.
[0059]
This will be described with reference to FIG. Here, FIG. 7 is a schematic diagram showing the relationship between the supplied drive pulse and the landing position of the ink droplet in the pixel area G for each print data (recording gradation), and FIG. , (B) shows a small dot, (c) shows a medium dot, and (d) shows a large dot. In this figure, it is assumed that the recording head 2 moves from left to right during forward scanning, and moves from right to left during backward scanning.
[0060]
As shown in FIG. 7B, during the printing of small dots, the small ink droplet DP2 is arranged on the second half side of the printing cycle T during the forward scan, so that the small ink droplet is located in the right half of the pixel area G. To land. On the other hand, at the time of the backward scanning, the small dot discharge pulse DP2 is arranged immediately after the start of the recording cycle T, and the scanning direction is opposite to the outward movement, so that the small ink droplet lands on the right half of the pixel area G. Also, as shown in FIG. 7C, during the printing of the medium dot, the medium ink droplet DP1 is arranged immediately after the start of the printing cycle T during the forward scan, so that the medium ink droplet is left in the pixel area G. Lands on half. On the other hand, during the backward scanning, since the middle dot ejection pulse DP1 is arranged in the latter half of the recording cycle T, it also lands on the left half of the pixel area G. Further, as shown in FIG. 7D, when printing a large dot, a small ink droplet is ejected after a medium ink droplet during forward scanning, and a medium ink droplet is ejected after a small ink droplet during backward scanning. Since the scanning directions are opposite between the forward path and the return path, the medium ink droplet lands on the left half of the pixel area G, and the small ink droplet lands on the right half of the pixel area G.
[0061]
As described above, in the present embodiment, the arrangement of the ejection pulses DP1 and DP2 is exchanged between the forward drive signal and the backward drive signal. Therefore, the small ink droplet and the medium ink are different between the forward scan and the backward scan of the recording head 2. The landing positions of the drops are aligned. As a result, a high-quality image with little roughness can be recorded.
[0062]
Further, in the present embodiment, the micro-vibration pulse VP is also supplied to the piezoelectric vibrator 35 at the time of large dot recording during the backward scanning. This is because the ink amount of the large dot is aligned between the forward scan and the backward scan. Hereinafter, this point will be described.
[0063]
As described above, when printing a large dot, ink droplets are ejected in the order of medium ink droplets to small ink droplets during the forward scan of the recording head 2, and ink droplets are ejected in the order of small ink droplets to medium ink droplets during the backward scan. Is done. Here, since the meniscus vibrates relatively greatly after the ejection of the ink droplet, if the subsequent ink droplet is continuously ejected, the ejection amount of the subsequent ink droplet changes according to the position of the meniscus at the time of supply of the ejection pulse. . For example, when the discharge pulse is supplied in a state in which the meniscus is largely drawn into the pressure chamber 24 side, and when the discharge pulse is supplied in a state in which the meniscus is raised to the discharge side from the edge of the nozzle opening 25, the discharge state is raised. The supply of the ejection pulse increases the amount of ink.
[0064]
Then, the amplitude of the meniscus immediately after the ejection of the ink droplet changes according to the amount of the ejected ink droplet. That is, the amplitude of the meniscus immediately after the ejection of the medium ink droplet is larger than the amplitude of the meniscus immediately after the ejection of the small ink droplet. Further, the arrangement interval between the two ejection pulses DP1 and DP2 needs to be separated to some extent from the viewpoint of stabilizing the ejection amount of the ink droplet. For example, it is necessary to set so that the subsequent ejection pulse is supplied at the time when the meniscus drawn in by the ejection of the ink droplet rises again (at the time indicated by reference numerals t1 and t2 in FIGS. 8 and 9). For this reason, in the case where the ink droplets are ejected in the order from the middle ink droplet to the small ink droplet (in the case of the forward path) and in the case where the ink droplets are ejected in the order of the small ink droplets and the medium ink (in the case of the backward path), the ejection pulse supply time at the rear Since the state of the meniscus is different, the ink amount of the large dot (the total amount of the small ink droplet and the medium ink droplet) may be different.
[0065]
In this case, it is conceivable to adjust the ink amount by adjusting the arrangement position (generation timing) of the rear ejection pulse. However, with such a configuration, the landing positions of the ink droplets ejected by the rear ejection pulse become uneven, which is not preferable in terms of image quality, and the recording cycle T may be lengthened. Therefore, it is conceivable to change the waveform of the ejection pulse. However, in this case, the amount of ink when the ejection pulse is used alone is different between the forward pass and the return pass, which is not preferable.
[0066]
In view of such circumstances, in the printer 1, the fine vibration pulse VP is disposed between the two discharge pulses DP1 and DP2, and the fine vibration pulse VP is supplied prior to the supply of the rear discharge pulse. In other words, the micro-vibration pulse VP is used as an adjustment pulse for adjusting the state of the meniscus immediately after the ejection of the previous ink droplet. In the case of only two ejection pulses DP1 and DP2, the amount of ink droplets is larger in the case of ejecting in the outward order than in the case of ejecting in the backward direction. For this reason, as shown in FIG. 9, the micro-vibration pulse VP is arranged between the small dot ejection pulse DP2 and the medium dot ejection pulse DP1 in the return path driving signal COM2, and the medium dot ejection pulse DP1 Prior to the supply, the micro-vibration pulse VP is supplied to the piezoelectric vibrator 35, and the position of the meniscus at the start of the supply of the medium dot ejection pulse DP1 is adjusted.
[0067]
For example, as shown in FIG. 9B, when the micro-vibration pulse VP is not supplied immediately after the ejection of the small ink droplet, the amplitude of the meniscus becomes as shown by a dotted line in the figure. When the micro-vibration pulse VP is supplied, the micro-vibration expansion element P21 is supplied to the piezoelectric vibrator 35 at time t3, the pressure chamber 24 expands, and the meniscus is further retracted, as shown by the solid line in the figure. It is. Thereafter, the fine vibration contraction element P23 is supplied to the piezoelectric vibrator 35, and the pressure chamber 24 contracts, and pushes out the meniscus in the ejection direction. Thereby, at the time point (t2) at which the supply of the medium ink droplet is started, the meniscus can be raised more greatly (the state shown by the symbol t2a) than when the micro-vibration pulse VP is not supplied (the state shown by the symbol t2b). As a result, the amount of ink droplets ejected by the medium dot ejection pulse DP1 can be increased, and the ink amount of large dots can be made uniform between the forward path and the return path.
[0068]
As described above, in the present embodiment, the fine vibration pulse VP is used as the adjustment pulse, and the vibration of the meniscus accompanying the previous ink droplet ejection is controlled. And the amount of ink droplets on the return path can be made uniform. That is, since the micro-vibration pulse VP is included in the drive signal from the beginning in order to prevent the ink from thickening near the nozzle opening 25, the recording cycle T does not extend.
[0069]
Further, since the micro-vibration pulse VP only needs to be able to prevent thickening of the ink near the nozzle opening 25 when the ink droplet is not ejected, the waveform shape has a higher degree of freedom than the ejection pulse. For example, the pulse height of the pulse, the potential gradient of the microvibration expansion element P21 and the microvibration contraction element P23, and the time width of the microvibration hold element P22 can be freely set within a range where the meniscus can appropriately microvibrate. Therefore, according to the waveform shape of the fine vibration pulse VP, the amount of the medium droplet by the medium dot discharge pulse DP1 (that is, the amount of the liquid droplet discharged by the discharge pulse arranged next to the fine vibration pulse VP) Can be adjusted. Therefore, the amount of the ink droplet can be controlled with high accuracy.
[0070]
In addition, this micro-vibration pulse VP has a higher degree of freedom in arrangement location (generation timing) than the other ejection pulses DP1 and DP2. That is, since the ink droplets are not ejected by the micro-vibration pulse VP, the micro-vibration pulse VP can be arranged in a range that does not temporally overlap the ejection pulses DP1 and DP2 arranged before and after. Therefore, the meniscus can be vibrated or damped by changing the generation timing of the micro-vibration pulse VP. Further, the height of the meniscus at the start of the supply of the subsequent ejection pulse can be adjusted. Therefore, it is possible to control the amount of the ink droplet corresponding to the later ejection pulse with high accuracy.
[0071]
By the way, the present invention is not limited to the first embodiment, and various modifications are possible based on the description in the claims.
[0072]
In the above-described first embodiment, two types of ejection pulses and one fine vibration pulse VP are arranged within one recording cycle T, so that the ink amount of large dots is made equal between the forward scan and the backward scan. Although the configuration has been described, the present invention is not limited to this configuration. For example, the amount of the ink droplet by the ejection pulse may be positively changed by using the fine vibration pulse VP.
[0073]
In the second embodiment of FIG. 10, one micro-vibration pulse VP and one small dot ejection pulse DP2 (ejection pulse) are arranged in one recording cycle T. Then, by selecting whether or not to supply the micro-vibration pulse VP before supplying the small dot discharge pulse DP2, the amount of ink droplets discharged by the small dot discharge pulse DP2 is changed.
[0074]
In the second embodiment, the drive signal generation circuit 47 generates a micro-vibration pulse VP in a period T1, and generates a small dot ejection pulse DP2 in a period T2. Then, the pulse supply unit supplies the micro-vibration pulse VP to the piezoelectric vibrator 35 when the ink droplet is not ejected, and ejects a normal small ink droplet (referred to as a first small ink droplet for convenience of explanation). Supplies only the small dot ejection pulse DP2 to the piezoelectric vibrator 35. Further, the pulse supply means discharges a small vibration droplet VP and a small dot discharge pulse DP2 when discharging a small ink droplet having a larger volume than the first small ink droplet (referred to as a second small ink droplet for convenience of description). Are supplied to the piezoelectric vibrator 35.
[0075]
Also in this configuration, by supplying the micro-vibration pulse VP, the meniscus can be raised above the edge of the nozzle opening 25 at the start of the supply of the small dot ejection pulse DP2. Thereby, the amount of the small ink droplet can be changed. That is, two types of ink droplets having different amounts can be ejected by one small dot ejection pulse DP2. For this reason, the recording cycle T can be made shorter than in the case where two types of dedicated ejection pulses are provided, which is suitable for high-speed recording.
[0076]
Note that the adjustment of the ink amount of the ejection pulse by the fine vibration pulse VP can be similarly applied to an apparatus in which a plurality of ejection pulses are arranged within one recording cycle T. In this case, the plurality of ejection pulses may have the same waveform shape or different waveform shapes (ejection pulses with different ink amounts).
[0077]
Further, in the above-described first embodiment, each ejection pulse may be generated at a constant interval over the recording cycle T. For example, in the example of FIG. 4, the time interval TA from the ejection element P3 of the medium dot ejection pulse DP1 to the ejection element P13 of the small dot ejection pulse DP2 in the forward drive signal COM1, and the time interval TA from the ejection element P13 of the small dot ejection pulse DP2 are as follows. , The time interval TB from the ejection element P3 of the small dot ejection pulse DP2 to the ejection element P3 of the medium dot ejection pulse DP1 in the return path drive signal COM2 is made constant. And the time interval TD from the ejection element P3 of the medium dot ejection pulse DP1 to the ejection element P13 of the small dot ejection pulse DP2 in the next recording cycle T may be constant.
In this configuration, when printing large dots continuously, the interval between the small dot ejection pulse DP2 and the medium dot ejection pulse DP1 (specifically, the interval between the ejection elements P3 and P13) is equal, so the first one droplet is ejected. After ejection, the state of the meniscus becomes constant and the ink amount becomes uniform. By supplying the micro-vibration pulse VP to the piezoelectric vibrator 35 for the first droplet, the amount of ink droplets can be made uniform.
[0078]
In the above description, the ink jet printer 1 which is a kind of the liquid ejecting apparatus has been described as an example. However, the present invention can be applied to other liquid ejecting apparatuses, for example, an image recording apparatus such as an ink jet plotter. Further, the present invention can be applied to various manufacturing apparatuses such as a display manufacturing apparatus, an electrode manufacturing apparatus, and a chip manufacturing apparatus. Further, the present invention can be applied to a microdispenser and a micropump.
[0079]
Further, as the pressure generating element, an element other than the piezoelectric vibrator 35 may be used. For example, an electromechanical transducer such as an electrostatic actuator or a magnetostrictive element may be used. Further, a heating element may be used as the pressure generating element.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
That is, the driving signal includes a micro-vibration pulse for micro-vibrating the meniscus and a discharge pulse for discharging ink droplets, and a driving signal in which a discharge pulse signal is arranged after the micro-vibration pulse is generated from the driving signal generating means, and the supply of the micro-vibration pulse is performed. Alternatively, non-supply is selected by the pulse supply means so that the amount of droplets ejected by the ejection pulse is made different, so that a plurality of types of droplets having different amounts can be ejected from one type of ejection pulse. it can. This makes it possible to increase the types of droplets ejected while shortening one ejection cycle as much as possible.
[0081]
Also, at the time of forward scanning of the ejection head, a first ejection pulse for ejecting a predetermined amount of droplets is generated by a forward signal which is arranged before a second ejection pulse for ejecting droplets of different amounts. A return drive signal generated by the means and arranged so that the first ejection pulse is arranged after the second ejection pulse and the micro-vibration pulse for micro-vibrating the meniscus is arranged between these ejection pulses during the homeward scanning of the ejection head. Is generated from the drive signal generation means, and the micro-vibration pulse is also supplied to the pressure generating element by the pulse supply means at the time of successively supplying the ejection pulse before and after the ejection head scans backward, so that the supply start point of the subsequent ejection pulse The state of the meniscus can be controlled by the micro-vibration pulse, and the amount of the droplet can be made uniform between the forward scan and the backward scan.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of a printer.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a structure of a recording head.
FIG. 3 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the printer.
FIG. 4 is a diagram illustrating a forward drive signal and a return drive signal generated by a drive signal generation circuit.
FIG. 5 is a diagram illustrating ink droplet ejection control in a forward drive signal.
FIG. 6 is a diagram illustrating ink droplet ejection control in a return path drive signal.
FIGS. 7A and 7B are schematic diagrams showing a relationship between a supplied driving pulse and a landing position of an ink droplet in a pixel area for each print data, wherein FIG. 7A shows a minute vibration, FIG. (C) shows a medium dot and (d) shows a large dot.
FIGS. 8A and 8B are diagrams illustrating movement of a meniscus when a forward drive signal and a medium dot drive pulse are supplied.
FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating the movement of a meniscus when a backward drive signal and a small dot drive pulse are supplied.
FIG. 10 is a diagram illustrating a second embodiment, and is a diagram illustrating ink droplet ejection control.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ink-jet printer, 2 ... Recording head, 3 ... Ink cartridge, 4 ... Cartridge holder part, 5 ... Carriage, 6 ... Housing, 7 ... Guide member, 8 ... Pulse motor, 9 ... Driving pulley, 10 ... Idling pulley , 11 timing belt, 12 control unit, 13 recording paper, 14 paper feed motor, 15 platen roller, 21 recording head case, 22 flow path unit, 23 vibrator unit, 24 pressure chamber 25, nozzle opening, 26, storage space, 27, flow path forming substrate, 28, nozzle plate, 29, diaphragm, 30, reservoir, 31, liquid supply path, 32, support plate, 33, elastic film, 34 ... Island part, 35 ... Piezoelectric vibrator, 36 ... Fixed plate, 41 ... Printer controller, 42 ... Print engine, 43 ... External I / F, 44 ... RAM, 45 ... RO , 46 ... oscillation circuit, 47 ... drive signal generation circuit, 48 ... internal I / F, 51 ... first shift register, 52 ... second shift register, 53 ... first latch circuit, 54 ... second latch circuit, 55 ... Decoder, 56 ... control logic, 57 ... level shifter, 58 ... switch circuit

Claims (9)

圧力発生素子の作動によって圧力室内の液体圧力を変化させ、この圧力変化によってノズル開口から液滴を吐出可能な噴射ヘッドと、複数の駆動パルスを含んだ駆動信号を吐出周期毎に繰り返し発生可能な駆動信号発生手段と、駆動信号発生手段が発生した駆動信号から駆動パルスを選択的に圧力発生素子に供給可能なパルス供給手段とを備えた液体噴射装置において、
前記駆動信号発生手段は、メニスカスを微振動させる微振動パルスとインク滴を吐出させる吐出パルスとを含み、吐出パルスよりも前に微振動パルスを配置した駆動信号を発生し、
前記パルス供給手段は、吐出パルスの供給に先立って微振動パルスの供給或いは非供給を選択することで、該吐出パルスによる液滴の量を異ならせることを特徴とする液体噴射装置。The operation of the pressure generating element changes the liquid pressure in the pressure chamber, and the pressure change enables the ejection head capable of ejecting liquid droplets from the nozzle opening, and the drive signal including a plurality of drive pulses to be generated repeatedly in each ejection cycle. In a liquid ejecting apparatus including: a driving signal generating unit; and a pulse supplying unit that can selectively supply a driving pulse from the driving signal generated by the driving signal generating unit to the pressure generating element.
The drive signal generating means includes a fine vibration pulse for finely vibrating the meniscus and a discharge pulse for discharging ink droplets, and generates a drive signal in which the fine vibration pulse is arranged before the discharge pulse,
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the pulse supply unit changes supply of a droplet by the discharge pulse by selecting supply or non-supply of a micro-vibration pulse prior to supply of the discharge pulse. 前記駆動信号発生手段は、複数の吐出パルスを一吐出周期内に含んだ駆動信号を発生することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。2. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the drive signal generating unit generates a drive signal including a plurality of ejection pulses within one ejection cycle. 前記駆動信号発生手段は、量が異なる複数の吐出パルスを一吐出周期内に含んだ駆動信号を発生することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。2. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the drive signal generating unit generates a drive signal including a plurality of ejection pulses having different amounts within one ejection cycle. 圧力発生素子の作動によって圧力室内の液体圧力を変化させ、この圧力変化によってノズル開口から液滴を吐出可能な噴射ヘッドと、該噴射ヘッドを主走査方向に沿って移動可能なヘッド走査機構と、複数の駆動パルスを含んだ駆動信号を吐出周期毎に繰り返し発生可能な駆動信号発生手段と、駆動信号発生手段が発生した駆動信号から駆動パルスを選択的に圧力発生素子に供給可能なパルス供給手段とを備えた液体噴射装置において、
前記駆動信号は、メニスカスを微振動させる微振動パルスと、異なる量の液滴を吐出可能な第１の吐出パルス及び第２の吐出パルスとを含み、
前記駆動信号発生手段は、噴射ヘッドの往路走査時に第１の吐出パルスよりも後に第２の吐出パルスが配置された往路駆動信号を発生し、噴射ヘッドの復路走査時に両吐出パルスの配置を往路走査時と逆順にすると共に両吐出パルスの間に微振動パルスを配置した復路駆動信号を発生し、
前記パルス供給手段は、復路走査時において両吐出パルスを続けて供給する場合に、前記微振動パルスを第１の吐出パルスに先立って圧力発生素子へ供給することを特徴とする液体噴射装置。An ejection head capable of changing the liquid pressure in the pressure chamber by the operation of the pressure generating element and ejecting a droplet from the nozzle opening by the change in pressure, a head scanning mechanism capable of moving the ejection head along the main scanning direction, Drive signal generation means capable of repeatedly generating a drive signal including a plurality of drive pulses for each ejection cycle, and pulse supply means capable of selectively supplying a drive pulse from the drive signal generated by the drive signal generation means to the pressure generating element In the liquid ejecting apparatus having:
The drive signal includes a micro-vibration pulse for micro-vibrating the meniscus, a first discharge pulse and a second discharge pulse capable of discharging different amounts of droplets,
The drive signal generation means generates a forward drive signal in which a second ejection pulse is arranged after the first ejection pulse during the forward scan of the ejection head, and determines the arrangement of both ejection pulses during the backward scan of the ejection head. Generates a return path drive signal in which the micro vibration pulse is arranged between both ejection pulses in the reverse order of scanning.
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the pulse supply means supplies the micro-vibration pulse to the pressure generating element prior to the first discharge pulse when supplying both discharge pulses continuously during the backward scanning. 前記第１の吐出パルスが中液滴を吐出させる中液滴吐出パルスであり、第２の吐出パルスが小液滴を吐出させる小液滴吐出パルスであることを特徴とする請求項４に記載の液体噴射装置。5. The method according to claim 4, wherein the first ejection pulse is a medium droplet ejection pulse for ejecting a medium droplet, and the second ejection pulse is a small droplet ejection pulse for ejecting a small droplet. Liquid ejector. 前記駆動信号発生手段は、複数の吐出パルスを吐出周期を跨いで一定間隔で発生することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の液体噴射装置。The liquid ejecting apparatus according to claim 4, wherein the drive signal generating unit generates a plurality of ejection pulses at regular intervals over an ejection cycle. 圧力発生素子の作動によって圧力室内の液体圧力を変化させ、この圧力変化によってノズル開口から液滴を吐出可能な噴射ヘッドと、複数の駆動パルスを含んだ駆動信号を吐出周期毎に繰り返し発生可能な駆動信号発生手段と、駆動信号発生手段が発生した駆動信号から駆動パルスを選択的に圧力発生素子に供給可能なパルス供給手段とを備えた液体噴射装置の吐出制御方法において、
メニスカスを微振動させる微振動パルスと液滴を吐出させる吐出パルスとを含み、微振動パルスの後に吐出パルス信号が配置された駆動信号を駆動信号発生手段から発生させ、
微振動パルスの供給或いは非供給をパルス供給手段によって選択することで、前記吐出パルスにより吐出される液滴の量を異ならせることを特徴とする液体噴射装置の吐出制御方法。The operation of the pressure generating element changes the liquid pressure in the pressure chamber, and the pressure change enables the ejection head capable of ejecting liquid droplets from the nozzle opening, and the drive signal including a plurality of drive pulses to be generated repeatedly in each ejection cycle. In a discharge control method of a liquid ejecting apparatus, comprising: a drive signal generating unit; and a pulse supply unit capable of selectively supplying a drive pulse from a drive signal generated by the drive signal generation unit to the pressure generating element.
Including a fine vibration pulse for finely vibrating the meniscus and a discharge pulse for discharging liquid droplets, a drive signal in which a discharge pulse signal is arranged after the fine vibration pulse is generated from the drive signal generation unit,
A discharge control method for a liquid ejecting apparatus, characterized in that the supply or non-supply of a micro-vibration pulse is selected by a pulse supply unit to vary the amount of droplets discharged by the discharge pulse. 圧力発生素子の作動によって圧力室内の液体圧力を変化させ、この圧力変化によってノズル開口から液滴を吐出可能な噴射ヘッドと、該噴射ヘッドを主走査方向に沿って移動可能なヘッド走査機構と、複数の駆動パルスを含んだ駆動信号を吐出周期毎に繰り返し発生可能な駆動信号発生手段と、駆動信号発生手段が発生した駆動信号から駆動パルスを選択的に圧力発生素子に供給可能なパルス供給手段とを備えた液体噴射装置の吐出制御方法において、
噴射ヘッドの往路走査時には、所定量の液滴を吐出させる第１の吐出パルスを、量が異なる液滴を吐出させる第２の吐出パルスよりも前に配置した往路駆動信号を駆動信号発生手段から発生させ、
噴射ヘッドの復路走査時には、第１の吐出パルスを第２の吐出パルスよりも後に配置すると共にこれらの吐出パルスの間にメニスカスを微振動させる微振動パルスを配置した復路駆動信号を駆動信号発生手段から発生させ、
噴射ヘッドの復路走査時に前後の吐出パルスを続けて供給するにあたり、微振動パルスも圧力発生素子に供給することを特徴とする液体噴射装置の吐出制御方法。An ejection head capable of changing the liquid pressure in the pressure chamber by the operation of the pressure generating element and ejecting a droplet from the nozzle opening by the change in pressure, a head scanning mechanism capable of moving the ejection head along the main scanning direction, Drive signal generation means capable of repeatedly generating a drive signal including a plurality of drive pulses for each ejection cycle, and pulse supply means capable of selectively supplying a drive pulse from the drive signal generated by the drive signal generation means to the pressure generating element In a discharge control method for a liquid ejecting apparatus comprising:
At the time of the forward scan of the ejection head, a first drive pulse for discharging a predetermined amount of droplets is output from the drive signal generating means by a forward drive signal in which the first drive pulse for discharging droplets of different amounts is arranged before the second discharge pulse. Raise,
At the time of the backward scanning of the ejection head, the first ejection pulse is arranged after the second ejection pulse, and a backward movement drive signal in which a fine vibration pulse for finely vibrating the meniscus is arranged between these discharge pulses is generated by a drive signal generating means. Generated from
A discharge control method for a liquid ejecting apparatus, characterized in that a minute vibration pulse is also supplied to a pressure generating element when continuously supplying a preceding and subsequent discharge pulse during a backward scan of the ejection head. 前記第１の吐出パルスが中液滴を吐出させる中液滴吐出パルスであり、第２の吐出パルスが小液滴を吐出させる小液滴吐出パルスであることを特徴とする請求項８に記載の液体噴射装置の吐出制御方法。9. The method according to claim 8, wherein the first ejection pulse is a medium droplet ejection pulse for ejecting a medium droplet, and the second ejection pulse is a small droplet ejection pulse for ejecting a small droplet. Discharge control method for a liquid ejecting apparatus.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7520579B2 (en) 2005-10-12 2009-04-21 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus having droplet speed control
JP2013166393A (en) * 2013-06-03 2013-08-29 Seiko Epson Corp Setting method of microvibration waveform
US11065869B2 (en) 2018-11-16 2021-07-20 Ricoh Company, Ltd. Liquid discharge control device and liquid discharge apparatus

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