JP2005153392A - 静電式インクジェットヘッドの駆動方法およびインクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 多ショット／画素印字における後続の画素印字のインク液滴の吐出特性の劣化を防止可能な静電式インクジェットヘッドの駆動方法を提案すること。
【解決手段】 静電式インクジェットヘッド１１０はインク液滴を最大３回吐出することにより１画素分の印字を行う。１画素分の印字における第１、２回目の駆動電圧パルスのパルス間隔Ｐｗｉを同一とし、連続してインク液滴を吐出した場合における、パルス間隔Ｐｗｉとインク液滴の吐出特性との関係を、第１番目および第２番目の吐出インク液滴（曲線Ａ、Ｂ）と、次の画素を印字するための第１番目の吐出インク液滴（曲線Ｃ）について求め、吐出特性Ｂ、Ｃが共に吐出特性Ａ以上となるパルス間隔領域ａ１、ａ２を求め、パルス間隔Ｐｗｉの値としてこの領域内の値を採用する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、振動板電極と固定側電極の間に駆動電圧パルスを印加して振動板電極を振動させることによりインク圧力変動を発生させ、このインク圧力変動を利用してインクノズルからインク液滴を吐出させる静電式インクジェットヘッドの駆動方法に関するものである。更に詳しくは、１画素印字を複数回のインク液滴の吐出により行う場合に、優れた印字品質で印字を行うことのできる静電式インクジェットヘッドの駆動方法に関するものである。

インクジェットプリンタのインクジェットヘッドとしては、静電気力を利用してインクを貯留したインク室の容積を変化させて、インク室に連通しているインクノズルからインク液滴を吐出させる静電アクチュエータを備えた静電式インクジェットヘッドが知られている。静電アクチュエータは、インク室の一部を形成している振動板電極と、これに対向配置されている固定側電極とを備え、これらの間に駆動電圧パルスを印加すると、振動板電極が固定側電極に吸引され、駆動電圧パルスの印加を解除すると、振動板電極が固定側電極から開放されて弾性復帰する。かかる振動板電極の振動によってインク室のインク圧力が変動して、振動板電極が固定側電極から開放されて弾性復帰する過程で、インク室に連通しているインクノズルからインク液滴の吐出が行われる。

ここで、連続してインク液滴を吐出する場合、印字品質を良好に保持するためには、インク液滴の吐出速度および吐出質量が最大となるように駆動電圧パルスを印加する必要がある。すなわち、振動板電極の振動によってインク室にはインク圧力変動が発生し、インク液滴吐出後においてもその残留圧力振動が継続している。このインク圧力の残留振動における適切な位相期間において後続の駆動電圧パルスを印加することができないと、残留圧力振動によって後続の駆動電圧パルス印加によって生ずるインク圧力変動が抑制されてしまい、インク液滴の吐出速度や吐出質量が低減してしまう。インク圧力の残留振動形態は、主として振動板電極を固定側電極から開放した場合の固有振動に依存する。この固有振動は、静電式インクジェットヘッドの製造誤差などに起因して各静電式インクジェットヘッド毎に所定のばらつきがある。

そこで、従来においては、連続したインク液滴を吐出して１画素を印字する場合に、１回目の駆動電圧パルスを印加し終わった時点から次の駆動電圧パルスを印加するまでの駆動間隔（パルス間隔）を、静電式インクジェットヘッドの固有振動周期に基づき決定する方法が提案されている。また、駆動電圧パルスのパルス幅も固有振動周期に基づき決定する方法が提案されている。かかるインクジェットヘッドの駆動方法は例えば次の特許文献１に開示されている。
特開２００２−６７３５８号公報

ここで、インクジェットプリンタの印刷速度の向上が求められている中で、静電式インクジェットヘッドの駆動にはより一層の高駆動周波数化が求められている。高駆動周波数化のためには、静電式インクジェットヘッドのインク室の圧力変動の固有振動数を高める必要がある。しかしながら、固有振動数を高めると、その振動波形が急峻になるので、インク圧力変動に応じた適切なタイミングで駆動電圧パルスを印加するなどの駆動条件の範囲が狭くなる。この場合、静電式インクジェットヘッド毎に固有振動数にばらつきがあると、適切な駆動条件を設定することが更に困難になる。

駆動条件が適切でないと、例えば、複数のインク液滴の吐出により１画素印字を行う場合等には、後続のインク液滴の吐出速度が低下し、吐出質量が少なくなってしまう。この結果、インク液滴の記録紙上への着弾位置がずれ、また、１画素印字に必要な充分なインク吐出量を確保できないので、印字品質が大幅に劣化してしまう。

特に、連続してインク液滴を吐出して１画素印字を行う場合、プリンタの仕様により決まる最大画素印字周期の付近で印字を行うときに、インク圧力の残留振動によるインク液滴の吐出特性の低下が顕著に表れる。例えば、最大３回の連続したインク液滴の吐出により１画素印字を行う場合には、１画素分の印字における第２番目の吐出インク液滴の吐出特性（吐出速度、吐出質量など）が第１番目の吐出インク液滴によるインク圧力の残留振動によって影響を受けないように、また、第３番目の吐出インク液滴の吐出特性が第２番目の吐出インク液滴によるインク圧力の残留振動によって影響を受けないように、駆動電圧パルスのパルス間隔が決定されている。すなわち、吐出インク液滴の吐出速度および吐出質量が最大となるタイミングでインク液滴を吐出できるように、パルス間隔が決定されている。この場合、プリンタの仕様で決まる最大画素印字周期あるいはそれに近い画素印字周期で印字を行うと、第３番目のインク液滴吐出のための駆動電圧パルスから次の画素の第１番目のインク液滴吐出のための駆動電圧パルスまでの間隔（パルス間隔）が、上記のように決定したパルス間隔とは異なった値になることがある。

図７（ａ）を参照して説明すると、Ｔｏが最大画素印字周期であり、Ｐｗｉがインク液滴の吐出速度および吐出質量が最大となるように決定されたパルス間隔である。第３番目の駆動電圧パルスＰｗ３から次の画素の第１番目の駆動電圧パルスＰｗ（１）までのパルス間隔は（Ｔｏ−２Ｐｗｉ）となるので、ＰｗｉがＴｏ／３でない場合には、このパルス間隔Ｐｗｉ３がＰｗｉとは異なる値になってしまう。パルス間隔Ｐｗｉ３がＰｗｉと異なると、次の画素の第１番目の駆動電圧パルスＰｗ１の印加によって発生するインク圧力変動が前の画素印字のための第３番目の駆動電圧パルスＰｗ（３）によるインク圧力の残留振動によって相殺されてしまい、インク液滴の吐出速度、吐出質量が低下するおそれがある。かかる事態が起きると、１画素に必要な充分なインク吐出量を確保できず、また、インク液滴の記録紙上への着弾位置がずれ、印字品質が大幅に劣化してしまう。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、１画素分の印字をインク液滴を複数回吐出して行う場合に、後続の画素を印字するための第１回目のインク液滴の吐出特性の劣化を防止して、良好な印字品質を確保することのできる静電式インクジェットヘッドの駆動方法、および当該方法により静電式インクジェットヘッドを駆動するインクジェットプリンタを提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、一定間隔で対向配置されている振動板電極および固定側電極の間に駆動電圧パルスを印加し、これらの間に発生する静電気力によって前記振動板電極を振動させることによりインク圧力変動を発生させ、当該インク圧力変動を利用してインクノズルからインク液滴を吐出する静電式インクジェットヘッドの駆動方法において：１画素分の印字を、インク液滴を最大ｎ回（ｎ：正の整数）吐出することにより形成し；１画素分の印字における第１回目から第（ｎ−１）回目までのインク液滴を吐出させるための駆動電圧パルスのパルス間隔を同一とし；連続してインク液滴を吐出した場合における、駆動電圧パルスのパルス間隔とインク液滴の吐出特性との関係を、一つの画素を印字するための第１番目および第２番目の吐出インク液滴と、次の画素を印字するための第１番目の吐出インク液滴について求め；この関係に基づき、前記一つの画素を印字するための前記第２番目の吐出インク液滴の吐出特性と、前記次の画素を印字するための前記第１番目の吐出インク液滴の吐出特性とが、共に、前記一つの画素を印字するための前記第１番目の吐出インク液滴の吐出特性と同等以上になるパルス間隔領域を求め；前記パルス間隔の値として前記パルス間隔領域内の値を採用することを特徴としている。

インク液滴の吐出特性としては吐出速度と吐出質量を挙げることができ、パルス間隔とこれらの一方あるいは双方との関係を求めればよい。

また、前記パルス間隔の値として、前記静電式インクジェットヘッドが搭載されているプリンタの仕様から定まる画素印字周期の最大値をｎ等分した値に最も近い値を採用することが望ましい。

本発明は、例えば、１画素分の印字のためのインク液滴の最大吐出回数が３である静電式インクジェットヘッドの駆動方法に採用することができる。

次に、本発明のインクジェットプリンタは上記の駆動方法により静電式インクジェットヘッドを駆動することを特徴としている。

本発明では、駆動電圧パルスのパルス間隔と、連続して吐出される各インク液滴の吐出特性との関係を求め、インク圧力の残留振動の影響を受けない最初のインク液滴の吐出特性に比べて、後続のインク液滴の吐出特性が同等あるいはそれ以上となるように、駆動電圧パルスのパルス幅を決定している。

すなわち、１画素印字を複数回のインク液滴の吐出により行う場合に、１画素印字における第２回目以降のインク液滴の吐出特性がインクジェットヘッドの固有振動数に基づきほぼ同様な性状を呈することに着目して、同一画素を印字するための第２番目以降のインク液滴の吐出特性が、インク圧力の残留振動による影響を受けない第１番目のインク液滴の吐出特性と同等以上となるように、駆動電圧パルスのパルス幅を決定している。同時に、後続の画素印字のための第１番目のインク液滴の吐出特性も、インク圧力の残留振動の影響を受けない前の画素印字のための第１番目のインク液滴の吐出特性と同等以上となるように、駆動電圧パルスのパルス幅を決定している。

したがって、本発明によれば、１画素印字を複数回の連続したインク液滴の吐出により行う場合における各インク液滴の吐出特性を良好に保持でき、また、後続の画素の印字における各インク液滴の吐出特性も良好に保持できる。よって、複数回のインク液滴を吐出して１画素分を印字する場合におけるインク圧力の残留振動に起因する各インク液滴の吐出特性の低下を防止でき、印字品位を良好に保持できるという効果を奏する。

よって、本発明の駆動方法を採用しているインクジェットプリンタによれば、複数のインク液滴により１画素を印字する場合において、常に良好な印字品質で印字を行うことができる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した静電式インクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタの実施の形態を説明する。

（インクジェットプリンタの全体構成）
図１は本実施の形態に係る静電式インクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタを示す概略構成図である。

本実施の形態に係るインクジェットプリンタ１００は、記録紙１０２を主走査方向Ｙに向けて搬送するプラテン１０３と、このプラテン１０３にインクノズル面が対峙しているインクジェットヘッド１１０と、このインクジェットヘッド１１０を副走査方向Ｘに向けて往復移動させるためのキャリッジ１０５と、インクジェットヘッド１１０の各インクノズルにインクを供給するインクタンク１０６とを有している。プラテン１０３から副走査方向Ｘに外れた位置には、ノズルキャップ１０７が配置されており、このノズルキャップ１０７はインクポンプ１０８を介して廃インク回収部１０９に連通している。

（静電式インクジェットヘッド）
図２は静電式インクジェットヘッド１１０を示す概略構成図である。静電式インクジェットヘッド１１０は、半導体からなるキャビティ基板１１２、同じく半導体からなるノズル基板１１３、およびガラス製の電極基板１１４を積層することにより構成されている。ノズル基板１１３には複数のインクノズル１１５が形成されている。ノズル基板１１３とキャビティ基板１１２の間には、各インクノズル１１５に連通する独立したインク室１１６が形成されており、各インク室１１６は細いインクオリフィス１１７を介して単一の共通インク室１１８に連通している。共通インク室１１８には外部から不図示のインク供給経路を介してインクが供給される。

各インク室１１６の底壁部分には面外方向に振動可能な振動板電極１１９が形成されており、各振動板電極１１９が共通電極として機能する。各振動板電極１１９に対峙している電極基板１１４の表面部分には凹部１２０がそれぞれ形成され、各凹部１２０の底面には、振動板電極１１９に所定の間隔で対峙している個別電極１２１（固定側電極）が形成されている。各振動板電極１１９と、それぞれに対峙している個別電極１２１とにより静電アクチュエータが構成されている。

この静電アクチュエータに駆動電圧パルスを印加することによって発生する静電気力を利用して、振動板電極１１９を振動させるようになっている。振動板電極１１９の振動によって、インク室１１６の容積が増減し、これによってインク室１１６内に発生するインク圧力の変動に基づき、インク室１１６に連通しているインクノズル１１５からインク液滴１２２が吐出する。

本例の静電式インクジェットヘッド１１０は、例えば、ノズル基板１１３に一列に形成された６４個のインクノズル１１５を備えており、これら６４個のインクノズル１１５から選択的にインク液滴を吐出させることにより、所望の文字や画像を印刷することが可能となっている。

なお、図示の静電式インクジェットヘッド１１０は、ノズル基板１１３の上面に設けたインクノズルからインク液滴を吐出させるフェイスエジェクトタイプであるが、本発明の制御対象となる静電式インクジェットヘッドは、インク液滴を基板の端部に設けたインクノズルから吐出させるエッジエジェクトタイプでもよい。

（インクジェットプリンタの制御系）
図３はインクジェットプリンタ１００の制御系を示す概略ブロック図である。この図を参照して、静電式インクジェットヘッド１１０を備えたインクジェットプリンタ１００の制御系を説明する。本実施の形態に係るインクジェットプリンタ１００は、静電式インクジェットヘッド１１０を駆動制御するためのインクジェットヘッド駆動制御装置１を有しており、このインクジェットヘッド駆動制御装置１は、ＣＰＵ２ａを中心に構成されたインクジェットヘッド制御部２を備えている。ＣＰＵ２ａには外部装置３からバス３ａを介して印刷情報が供給され、また、内部バス２ｂを介してＲＯＭ４ａ、ＲＡＭ４ｂおよびキャラクタジェネレータ４ｃが接続されている。

インクジェットヘッド制御部２では、ＲＡＭ４ｂ内の記憶領域を作業領域として用いて、ＲＯＭ４ａ内に格納されている制御プログラムを実行し、キャラクタジェネレータ４ｃから発生するキャラクター情報に基づき、インクジェットヘッド駆動用の制御信号を生成する。制御信号は論理ゲートアレイ５および駆動パルス発生回路６を介して、印刷情報に対応した駆動制御信号となって、コネクタ７を経由して、ヘッド基板８に形成されたヘッドドライバＩＣ９に供給される。また、ヘッドドライバＩＣ９には、印字用の駆動電圧パルス信号Ｖ３、制御信号ＬＰ、極性反転制御信号ＲＥＶなども供給される。

ヘッドドライバＩＣ９では、供給された上記の各信号および電源回路１０から供給される駆動電圧Ｖｐに基づき、静電式インクジェットヘッド１１０の各振動板電極１１９、すなわち共通電極に印加すべき駆動電圧パルスをその共通出力端子ＣＯＭから出力し、各インクノズル１１５に対応する個別電極１２１に印加すべき駆動電圧パルスを、各個別電極１２１に対応した個数の個別出力端子ＳＥＧから出力する。共通出力端子ＣＯＭの出力と個別出力端子ＳＥＧの出力との電位差が各インクノズル１１５に対応した各振動板電極１１９と、それぞれに対峙している個別電極１２１の間に印加される。駆動時（インク液滴の吐出時）には指定された向きの駆動電位差波形を与え、非駆動時には駆動電位差を与えないようになっている。

図４は、ヘッドドライバＩＣ９の内部構成の一例を示す概略ブロック図である。ヘッドドライバＩＣ９は電源回路１０から高電圧系の駆動電圧Ｖｐおよび論理回路系の駆動電圧Ｖｃｃが供給されて動作するＣＭＯＳの６４ビット出力の高耐圧ドライバである。ヘッドドライバＩＣ９は、供給された駆動制御信号に応じて、駆動電圧パルスとＧＮＤ電位の一方を、インクジェットヘッド１１０の各インクノズル１１５に対応する対向電極間に印加する。

ヘッドドライバＩＣ９における番号９１は６４ビットのシフトレジスタを示している。シフトレジスタ９１は、シリアルデータとして論理ゲートアレイ５より送信された６４ビット長のＤＩ信号入力を、ＤＩ信号に同期する基本クロックパルスであるＸＳＣＬパルス信号入力によりデータをシフトアップし、シフトレジスタ９１内のレジスタに格納するスタティクシフトレジスタとなっている。ＤＩ信号は、６４個のインクノズルのそれぞれを選択するための選択情報をオン／オフにより示す制御信号であり、この信号がシリアルデータとして送信される。

９２は６４ビットのラッチ回路であり、シフトレジスタ９１内に格納された６４ビットデータをラッチパルスＬＰによりラッチしてデータを格納し、格納されたデータを、６４ビット反転回路９３に信号出力するスタティクラッチである。ラッチ回路９２では、シリアルデータのＤＩ信号が各インクノズルの駆動を行うための６４セグメント出力を行うための６４ビットのパラレル信号へと変換される。

反転回路９３では、ラッチ回路９２から入力される信号と、ＲＥＶ信号との排他的論理和をレベルシフタ９４へ出力する。レベルシフタ９４は、反転回路９３からの信号の電圧レベルをロジック系の電圧レベル（５Ｖレベルまたは３．３Ｖレベル）からヘッド駆動系の電圧レベル（０Ｖ〜４５Ｖレベル）に変換するレベルインターフェイス回路である。

ＳＥＧドライバ９５は６４チャンネルのトランスミッションゲート出力となっていて、レベルシフタ９４の入力により、ＳＥＧ１〜ＳＥＧ６４のセグメント出力に対して、駆動電圧パルス入力かまたはＧＮＤ入力かの何れかを出力する。ＣＯＭドライバは、ＲＥＶ入力に対して、駆動電圧パルス入力かまたはＧＮＤ入力かの何れかをＣＯＭへ出力する。

ＸＳＣＬ、ＤＩ、ＬＰとＲＥＶの各信号は、ロジック系の電圧レベルの信号であり、論理ゲートアレイ５よりヘッドドライバＩＣ９に送信される信号である。

このように、ヘッドドライバＩＣ９を構成することにより、駆動するセグメント数（ノズル数）が増加した場合においても容易にヘッドの各インクノズルの駆動する駆動電圧パルスとＧＮＤとを切り換え、かつ後述の正逆交互駆動を容易に実現することが可能となる。

（印字動作）
このように構成したインクジェットヘッド駆動制御装置１では、印字１画素を、連続した複数回のインク液滴を吐出することにより形成するように、静電式インクジェットヘッド１１０を駆動制御可能となっている。例えば最大３回のインク液滴を吐出することにより１画素を印字するように制御している。また、１画素印字期間におけるインク液滴の吐出回数を変更することにより、各画素の階調制御を行うことも可能となっている。

図５には、外部装置３からの印字モード指令信号により１画素を最大３回のインク液滴の吐出により形成する印字モード（３ショット／画素モード）が指定された場合のタイミングチャートを示してある。図において、Ｖ３は、インクジェットヘッド制御部２の駆動パルス発生回路６からヘッドドライバＩＣ９に供給される印字用の駆動電圧パルス信号である。ＬＰおよびＲＥＶは上述のようにインクジェットヘッド制御部２の論理ゲートアレイ５からヘッドドライバＩＣ９に供給される制御信号（ラッチパルス）および極性反転制御信号である。ドライバＣＯＭ出力は共通端子ＣＯＭの出力であり、ドライバＳＥＧ出力は各個別端子ＳＥＧの出力である。ＣＯＭ−ＳＥＧ電位差は、共通電極（振動板電極１１９）と個別電極１２１の間に発生する電位差（ノズル駆動電圧波形）である。なお、制御信号ＬＰによって１画素印字期間が規定され、１画素を３ショットで形成するように制御される。１画素印字期間の最大値（最大画素印字周期）はインクジェットプリンタ１００の仕様により決まる。

また、ドライバＣＯＭ出力には、１画素印字期間Ｔ（１）、Ｔ（２）、Ｔ（３）・・・のそれぞれに現れる第１〜第３の印字用の駆動電圧パルスＰｗ（１）、Ｐｗ（２）、Ｐｗ（３）のうち、第２の駆動電圧パルスＰｗ（２）が現れ、それ以外はＧＮＤに保持される。これに対して、ドライバＳＥＧ出力には、１画素を３回のインク液滴の吐出により形成する３ショット／画素による印字の場合には、第１および第３の駆動電圧パルスＰｗ（１）、Ｐｗ（３）が現れ、１画素を２回のインク液滴の吐出により形成する２ショット／画素による印字の場合には第１の駆動電圧パルスＰｗ（１）のみが現れ、１画素を１回のインク液滴の吐出により形成する１ショット／画素による印字の場合には第１および第２の駆動電圧パルスＰｗ（１）およびＰｗ（２）が現れる。

このように、本例では、複数のインク液滴の吐出により１画素印字を行う場合には、１画素印字用の複数のタイミング、図５の例では連続する３回の吐出タイミングのうち、先頭の吐出タイミングを基準として（先頭基準により）、階調表現を行うようになっている。また、振動板電極１１９と個別電極１２１の間に印加されるノズル駆動波形、すなわちＣＯＭ−ＳＥＧ電位差が、逆方向、正方向および逆方向の順序で切り替わる。よって、３ショット／画素による印字の場合（１画素印字期間Ｔ（１））には、逆駆動、正駆動および逆駆動による３回のインク液滴の吐出動作が行われ、２ショット／画素による印字の場合（１画素印字期間Ｔ（２））には、第１および第２のインク液滴の吐出時点において逆駆動および正駆動の順序でインク液滴の吐出動作が行われ、１ショット／画素による印字の場合（１画素印字期間Ｔ（３））には、第１のインク液滴の吐出時点において逆駆動によりインク液滴の吐出動作が行われる。

さらに、極性反転信号ＲＥＶによって連続するインク液滴の吐出動作時には、逆駆動および正駆動の順序、あるいはその逆の順序により、インクジェットヘッド１１０を正逆交互駆動している。このように正逆交互通電を行うことにより、振動板電極１１９と個別電極１２１の間に残留電荷が発生することを抑制あるいは回避できる。

（駆動電圧パルスのパルス間隔の設定方法）
図６には駆動電圧パルス信号Ｖ３における駆動電圧パルスＰｗの電圧波形を示してある。この図に示すように、各駆動電圧パルスＰｗは台形波形であり、１周期分のパルス幅すなわちパルス間隔が第１番目および第２番目の駆動電圧パルスＰｗ（１）、Ｐｗ（２）では同一のＰｗｉである。これに対して、第３番目の駆動電圧パルスＰｗ（３）では、パルス間隔が（Ｔ−２Ｐｗｉ）（Ｔ：１画素印字期間）である。また、各駆動電圧パルスにおいて、一定の勾配で立ち上がる充電部分の幅がＰｗｃｐであり、立ち上がり後に一定電圧に保持されるホールド部分の幅がＰｗｈｐであり、この後に一定の勾配で立ち下がる放電部分の幅がＰｗｄｐである。また、駆動電圧パルスＰｗの立ち上がり開始時点から立ち下がり開始時点までの幅、すなわちパルス幅がＰｗｂである。

本例においては、駆動電圧パルスのパルス間隔Ｐｗｉを次のようにして決めている。まず、図７（ａ）に示すように、１画素分の印字における第１回目および第２回目のインク液滴を吐出させるための駆動電圧パルスＰｗ（１）、Ｐｗ（２）のパルス間隔Ｐｗｉを暫定的に決める。また、１画素印字期間Ｔをインクジェットプリンタ１の仕様により決まる最大画素印字周期Ｔｏにする。この条件で、連続してインク液滴を吐出した場合における、駆動電圧パルスＰｗのパルス間隔Ｐｗｉとインク液滴の吐出特性（吐出速度および／または吐出質量）との関係を、一つの画素を印字するための第１番目および第２番目の吐出インク液滴と、次の画素を印字するための第１番目の吐出インク液滴について求める。

図７（ｂ）はこの関係の一例を示すグラフである。このグラフの横軸にはパルス間隔Ｐｗｉを取り、縦軸にはインク吐出特性（インク吐出速度Ｖｍあるいはインク吐出質量ｗ）を取ってある。最初の画素（第１画素）を印字するための第１番目の吐出インク液滴の吐出特性は、それ以前にインク吐出動作が無いので、インク吐出によるインク圧力の残留振動の影響を受けない。したがって、パルス幅Ｐｗｉを変えてもインク吐出速度Ｖｍおよびインク吐出質量ｗは変化しない。よって、第１画素の第１番目の吐出インク液滴の吐出特性は横軸に平行な直線Ａで表される。

第１画素の第２番目および第３番目の吐出インク液滴の吐出特性は、第１番目の吐出インク液滴によるインク圧力の残留振動の影響を受けるので、パルス間隔Ｐｗｉを変えると、ほぼインク室の圧力変動の固有振動数の周期でインク吐出速度Ｖｍおよびインク吐出質量ｗが変化する。これら第２番目および第３番目の吐出インク液滴の吐出特性はほぼ同一の性状を呈し、正弦波状の曲線Ｂで表される。

また、後続の画素（第２画素）を印字するための第１番目の吐出インク液滴の吐出特性もそれ以前の吐出インク液滴によるインク圧力の残留振動による影響を受ける。このため、パルス間隔Ｐｗｉ３＝Ｔｏ−２Ｐｗｉで決まる、ほぼインク室の圧力変動の固有振動数の半分の周期でインク吐出速度Ｖｍおよびインク吐出質量ｗが変化する。この吐出特性は正弦波状の曲線Ｃで表される。

本例では、この関係に基づき、第１画素を印字するための第２番目の吐出インク液滴の吐出特性（曲線Ｂ）と、第２画素を印字するための第１番目の吐出インク液滴の吐出特性（曲線Ｃ）とが、共に、第１画素を印字するための第１番目の吐出インク液滴の吐出特性（曲線Ａ）と同等以上となるパルス間隔領域を求める。図７（ｂ）における領域ａ１およびａ２が求まったパルス間隔領域（Ｐｗｉ設定領域）である。

次に、パルス間隔Ｐｗｉの値としてパルス間隔領域ａ１、ａ２内の値を採用する。本例では、パルス間隔領域ａ１、ａ２内の値のうち、インクジェットプリンタ１の仕様により決まる最大画素印字周期Ｔｏを３等分した値に最も近い値をパルス間隔Ｐｗｉとして採用している。

なお、パルス間隔Ｐｗｉの決定は、例えば静電式インクジェットヘッド１１０の出荷前の段階などにおいて、静電式インクジェットヘッド毎に行われる。先に説明した図３に示すように、本例のヘッド基板８には、静電式インクジェットヘッド１１０のパルス間隔ランク識別回路１１が搭載されている。また、インクジェットヘッド制御部２には、パルス間隔ランク識別回路１１によって指定されるランクを判別するパルス間隔判別回路１２が搭載されている。静電式インクジェットヘッド１１０の出荷前の段階などにおいて上記のように決定されたパルス間隔Ｐｗｉに基づき、パルス間隔ランク識別回路１１を外部から操作することにより、駆動電圧パルス信号Ｖ３のパルス間隔ランクが設定される。インクジェットヘッド駆動制御装置１は、パルス間隔ランク判別回路１２により、パルス間隔ランク識別回路１１に設定されているランクを読み込み、これに基づき、パルス間隔Ｐｗｉを設定している。

（その他の実施の形態）
上記の実施の形態は１画素を最大３回のインク液滴の吐出により印字する場合の例である。本発明は、１画素を最大２回あるいは最大４回以上のインク液滴の吐出により印字する場合にも同様に適用できる。すなわち、１画素を最大ｎ回（ｎ：正の整数）のインク液滴の吐出により印字する場合には、１画素分の印字における第１回目から第（ｎ−１）回目までのインク液滴を吐出させるための駆動電圧パルスのパルス間隔を同一とする。また、連続してインク液滴を吐出した場合における、駆動電圧パルスのパルス間隔とインク液滴の吐出特性（吐出速度、吐出質量）との関係を、一つの画素（第１画素）を印字するための第１番目および第２番目の吐出インク液滴と、次の画素（第２画素）を印字するための第１番目の吐出インク液滴について求める。さらに、この関係に基づき、第１画素を印字するための第２番目の吐出インク液滴の吐出特性と、第２画素を印字するための第１番目の吐出インク液滴の吐出特性とが、共に、第１画素を印字するための第１番目の吐出インク液滴の吐出特性と同等以上となるパルス間隔領域を求める。そして、パルス間隔の値としてパルス間隔領域内の値を採用すればよい。

本発明を適用したインクジェットプリンタを示す概略構成図である。 図１のインクジェットプリンタの静電式インクジェットヘッドの構成例を示す概略断面図である。 図１のインクジェットプリンタの制御系を中心に示す概略ブロック図である。 図３におけるヘッドドライバＩＣの内部構成を示す概略ブロック図である。 図１のインクジェットプリンタにおける１〜３ショット／画素による印字動作時における各部の信号波形を示すタイミングチャートである。 図１のインクジェットプリンタにおける駆動電圧パルス信号の電圧波形を示す波形図である。 （ａ）はインクジェットヘッドのノズル駆動波形を示す波形図であり、（ｂ）は駆動電圧パルスのパルス間隔と、連続する吐出インク液滴の吐出特性との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ インクジェットヘッド駆動制御装置、２ インクジェットヘッド制御部、６ 駆動パルス発生回路、８ ヘッド基板、９ ヘッドドライバＩＣ、１１ パルス間隔ランク識別回路、１２ パルス間隔ランク判別回路、１００ インクジェットプリンタ、１０５ キャリッジ、１１０ インクジェットヘッド、１１５ インクノズル、１１６ インク室、１１７ インクオリフィス、１１８ 共通インク室、１１９ 振動板電極、１２１ 個別電極（固定側電極）、Ｖ３ 印字用の駆動電圧パルス信号、Ｐｗ 駆動電圧パルス、Ｐｗｉ 駆動電圧パルスＰｗのパルス間隔、Ｐｗｂ 駆動電圧パルスＰｗのパルス幅、Ｔ １画素印字期間（周期）、Ｔｏ 最大画素印字周期、Ｖｍ インク吐出速度、ｗ インク吐出質量、ＬＰ 制御信号、ＲＥＶ 極性反転制御信号、ａ１、ａ２ パルス間隔領域（Ｐｗｉ設定領域）

Claims (5)

1. 一定間隔で対向配置されている振動板電極および固定側電極の間に駆動電圧パルスを印加し、これらの間に発生する静電気力によって前記振動板電極を振動させることによりインク圧力変動を発生させ、当該インク圧力変動を利用してインクノズルからインク液滴を吐出する静電式インクジェットヘッドの駆動方法において、
   １画素分の印字を、インク液滴を最大ｎ回（ｎ：正の整数）吐出することにより形成し、
   １画素分の印字における第１回目から第（ｎ−１）回目までのインク液滴を吐出させるための駆動電圧パルスのパルス間隔を同一とし、
   連続してインク液滴を吐出した場合における、駆動電圧パルスのパルス間隔とインク液滴の吐出特性との関係を、一つの画素を印字するための第１番目および第２番目の吐出インク液滴と、次の画素を印字するための第１番目の吐出インク液滴について求め、
   この関係に基づき、前記一つの画素を印字するための前記第２番目の吐出インク液滴の吐出特性と、前記次の画素を印字するための前記第１番目の吐出インク液滴の吐出特性とが、共に、前記一つの画素を印字するための前記第１番目の吐出インク液滴の吐出特性と同等以上となるパルス間隔領域を求め、
   前記パルス間隔の値として前記パルス間隔領域内の値を採用する静電式インクジェットヘッドの駆動方法。
2. 請求項１において、
   前記吐出特性は、吐出速度および／吐出質量である静電式インクジェットヘッドの駆動方法。
3. 請求項１または２において、
   前記パルス間隔の値として、前記静電式インクジェットヘッドが搭載されているプリンタの仕様から定まる画素印字周期の最大値をｎ等分した値に最も近い値を採用する静電式インクジェットヘッドの駆動方法。
4. 請求項１、２または３において、
   １画素分の印字のためのインク液滴の最大吐出回数が３である静電式インクジェットヘッドの駆動方法。
5. 請求項１ないし４のうちのいずれかの項に記載の駆動方法により静電式インクジェットヘッドを駆動することを特徴とするインクジェットプリンタ。

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