JP2005246690A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 サテライト滴（ミスト）の発生傾向と記録紙への着弾精度とのバランスを考慮して、常により好適なインク吐出制御を実現することができるインクジェット式記録装置、広くは液体噴射装置を提供すること。
【解決手段】 ヘッド部材のノズル開口と液体被噴射媒体との間の距離を識別する距離識別部を備える。吐出駆動信号は、一周期内に、所定の選択階調データに対応する所定量の液体滴を比較的低速に吐出可能な第１パルス波形と、当該所定量の液体滴を比較的高速に吐出可能な第２パルス波形と、を有する周期信号である。駆動パルス生成手段は、前記吐出駆動信号に基づいて、選択階調データが前記所定の選択階調データである時、距離識別部により識別される距離が所定値以上の場合、第１パルス波形を駆動パルスとし、距離識別部により識別される距離が所定値未満の場合、第２パルス波形を駆動パルスとするようになっている
【選択図】 図７

Description

本発明は、ノズル開口から液体滴を吐出させる液体噴射装置に関する。

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インクジェット式記録装置（液体噴射装置の一種）は、記録ヘッド（ヘッド部材）を主走査方向に沿って移動させると共に記録紙（液体被噴射媒体の一種）を副走査方向に沿って移動させ、この移動に連動して記録ヘッドのノズル開口からインク滴を吐出させることにより、記録紙上に画像（文字等を含む）を記録する。このインク滴の吐出は、例えば、ノズル開口に連通した圧力発生室を膨張・収縮させることで行われる。

圧力発生室の膨張・収縮は、例えば、圧電振動子の変形を利用して行われる。このような記録ヘッドでは、供給される駆動パルスに応じて圧電振動子が変形し、これにより圧力室の容積が変化し、この容積変化によって圧力室内のインクに圧力変動が生じて、ノズル開口からインク滴が吐出する。

このような記録装置では、複数のパルス波形を一連に接続してなる駆動信号が生成される。一方、階調情報を含む印字データが記録ヘッドに送信される。そして、当該送信された印字データに基づいて、必要なパルス波形のみが前記駆動信号から選択されて圧電振動子に供給される。これにより、ノズル開口から吐出させるインク滴の量を、階調情報に応じて変化させている。

階調情報に応じて吐出速度の異なる複数のインク滴を同一のノズル開口から吐出させる場合、それらインク滴を記録紙への着弾前に合体させる態様が提案されている（特許文献１、特許文献２）。このような方法によれば、それらインク滴が着弾後に記録紙上で合体する場合と比較して、インクミストの発生を顕著に抑制することができる。
特開平８−３３６９７０ 特開昭５９−１３３０６６

近年、耐環境性（耐水性、耐光性）に優れる顔料インクが次々と商品化されている。そのような顔料インクは、一般に、高粘度である。従って、従来の低粘度の染料インクと比較して、サテライト滴によるインクミストの発生が起こり易い。

本件発明者は、顔料インクのミスト発生を抑制するためにはインク滴の吐出速度を下げることが効果的である、ということを知見した。インク滴の吐出速度が下がると、インク滴がバラバラになる傾向が抑制されて、サテライト滴の発生が抑制されると考えられる。

しかしながら、インク滴の吐出速度が下がると、インク滴の記録紙への着弾精度が低下する。すなわち、インク滴の吐出速度の大小に関して、サテライト滴の発生傾向と記録紙への着弾精度とはトレードオフの関係にある。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、サテライト滴（ミスト）の発生傾向と記録紙への着弾精度とのバランスを考慮して、常により好適なインク吐出制御を実現することができるインクジェット式記録装置、広くは液体噴射装置を提供することを目的とする。

本発明は、ノズル開口を有するヘッド部材と、ノズル開口部分の液体の圧力を変動させる圧力変動手段と、吐出データに基づいて、複数の階調データから一の選択階調データを設定する階調データ設定手段と、吐出駆動信号を生成する駆動信号発生手段と、選択階調データと吐出駆動信号とに基づいて、駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、駆動パルスに基づいて圧力変動手段を駆動させる制御本体部と、ヘッド部材のノズル開口と液体被噴射媒体との間の距離を識別する距離識別部と、を備え、吐出駆動信号は、一周期内に、所定の選択階調データに対応する所定量の液体滴を比較的低速に吐出可能な第１パルス波形と、当該所定量の液体滴を比較的高速に吐出可能な第２パルス波形と、を有する周期信号であり、駆動パルス生成手段は、前記吐出駆動信号に基づいて、選択階調データが前記所定の選択階調データである時、距離識別部により識別される距離が所定値以上の場合、第１パルス波形を駆動パルスとし、距離識別部により識別される距離が所定値未満の場合、第２パルス波形を駆動パルスとするようになっていることを特徴とする液体噴射装置である。

本発明によれば、距離識別部により識別された前記距離に基づいて、所定量の液体滴を比較的低速に吐出可能な第１パルス波形を利用するか所定量の液体滴を比較的高速に吐出可能な第２パルス波形を利用するかが選択される。すなわち、前記距離が所定量以上であってミスト発生のおそれが比較的大きい場合には、比較的低速な液体吐出が行われ、前記距離が所定量未満であってミスト発生のおそれが比較的小さい場合には、液体滴の液体被噴射媒体への着弾精度を優先させて、比較的高速な液体吐出が行われる。これにより、ミストの発生傾向と液体被噴射媒体への着弾精度とのバランスが考慮された好適なインク吐出制御を常に実現することができる。

例えば、複数の階調データは、小ドット用データと、中ドット用データと、大ドット用データと、を有しており、所定の選択階調データは、中ドット用データであり、所定量の液体滴は、中量の液体滴であり、吐出駆動信号は、一周期内に、中量の液体滴を比較的低速に吐出可能な第１パルス波形と、少量の液体滴を吐出可能な小パルス波形と、中量の液体滴を比較的高速に吐出可能な第２パルス波形と、を当該順に有する周期信号であり、駆動パルス生成手段は、前記吐出駆動信号に基づいて、選択階調データが小ドット用データである時、小パルス波形を駆動パルスとし、選択階調データが大ドット用データである時、第１パルス波形及び第２パルス波形を駆動パルスとし、選択階調データが中ドット用データである時、前記距離識別部により識別される距離が所定値以上の場合、第１パルス波形を駆動パルスとし、前記距離識別部により識別される距離が所定値未満の場合、第２パルス波形を駆動パルスとするようになっている。

この場合、好ましくは、選択階調データが大ドット用データである時、第１パルス波形によってノズル開口から吐出される比較的低速の中量の液体滴は、液体被噴射媒体への着弾の前に、第２パルス波形によって当該ノズル開口から吐出される比較的高速の中量の液体滴によって追いつかれて合体されるようになっている。この場合、ミストの発生が抑制され得る。

駆動パルス生成手段は、例えば、各階調データから吐出駆動信号の一周期に対応する矩形パルス列を生成し、当該矩形パルス列と吐出駆動信号とのＡＮＤによって駆動パルスを生成するようになっている。

また、ヘッド部材のノズル開口と液体被噴射媒体との間の距離が、液体被噴射媒体の種類に依存して設定されるようになっている場合、距離識別部は、液体被噴射媒体の種類に基づいて、ヘッド部材のノズル開口と液体被噴射媒体との間の距離を識別するようになっていてもよい。一般に、液体がインクで液体被噴射媒体が記録紙の場合、すなわち、インクジェット式記録装置の場合、ノズル開口と記録紙との間の距離（ＰＧ）は、記録紙が専用紙である時には１．２ｍｍ、記録紙が普通紙である時には１．７ｍｍに設定される。

前記所定値は、例えば、約１．５ｍｍである。この場合、前記のようなインクジェット式記録装置において、普通紙に対して用いるパルス波形と専用紙に対して用いるパルス波形とを変えることができる。

前記所定量の液体滴は、例えば、約７ｎｇの液体滴である。また、前記比較的低速は、例えば約８ｍ／ｓであり、前記比較的高速は、例えば約１０ｍ／ｓである。

圧力変動手段は、例えば圧電振動子を有している。液体は、インク、特には顔料インク、であり得る。

また、本発明は、ノズル開口を有するヘッド部材と、ノズル開口部分の液体の圧力を変動させる圧力変動手段と、を備えた液体噴射装置を制御する制御装置であって、吐出データに基づいて、複数の階調データから一の選択階調データを設定する階調データ設定手段と、吐出駆動信号を生成する駆動信号発生手段と、選択階調データと吐出駆動信号とに基づいて、駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、駆動パルスに基づいて圧力変動手段を駆動させる制御本体部と、ヘッド部材のノズル開口と液体被噴射媒体との間の距離を識別する距離識別部と、を備え、吐出駆動信号は、一周期内に、所定の選択階調データに対応する所定量の液体滴を比較的低速に吐出可能な第１パルス波形と、当該所定量の液体滴を比較的高速に吐出可能な第２パルス波形と、を有する周期信号であり、駆動パルス生成手段は、前記吐出駆動信号に基づいて、選択階調データが前記所定の選択階調データである時、距離識別部により識別される距離が所定値以上の場合、第１パルス波形を駆動パルスとし、距離識別部により識別される距離が所定値未満の場合、第２パルス波形を駆動パルスとするようになっていることを特徴とする制御装置である。

前記の制御装置あるいは制御装置の各要素手段は、コンピュータシステムによって実現され得る。

また、コンピュータシステムに各装置または各手段を実現させるためのプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体も、本件の保護対象である。

ここで、記録媒体とは、フロッピーディスク等の単体として認識できるものの他、各種信号を伝搬させるネットワークをも含む。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１に示すように、本実施の形態のインクジェット式記録装置（液体噴射装置の一例）は、インクジェット式プリンタ１であり、黒インクカートリッジ２ａ及びカラーインクカートリッジ２ｂを保持可能なカートリッジホルダ部３と記録ヘッド４（ヘッド部材の一例）とを有するキャリッジ５を備えている。キャリッジ５は、ヘッド走査機構（移動機構の一例）によって、主走査方向に沿って往復移動されるようになっている。

ヘッド走査機構は、ハウジングの左右方向に架設されたガイド部材６と、ハウジングの一方側に設けられたパルスモータ７と、パルスモータ７の回転軸に接続されて回転駆動される駆動プーリー８と、ハウジングの他方側に取付けられた遊転プーリー９と、駆動プーリー８及び遊転プーリー９の間に掛け渡されると共にキャリッジ５に結合されたタイミングベルト１０と、パルスモータ７の回転を制御する制御部１１（図４参照）と、から構成されている。これにより、パルスモータ７を作動させることによって、キャリッジ５、即ち、記録ヘッド４を、記録紙１２の幅方向である主走査方向に往復移動させることができる。

ガイド部材６には、ガイド部材６の位置を上下方向に複数段階に切り替え可能なＰＧ調整レバー１９が取り付けられている。「ＰＧ」とは、各ノズル開口と記録紙との間の距離を意味し、本実施の形態においては、普通紙の場合に１．７ｍｍ、専用紙の場合に１．２ｍｍに設定されるようになっている。普通紙の場合のＰＧを大きく設定するのは、紙送りの精度等を保証するマージンのためである。

また、プリンタ１は、記録紙１２等の記録用媒体（液体被噴射媒体の一例）を紙送り方向（副走査方向）に送り出す紙送り機構（被噴射媒体保持部の一例）を有する。この紙送り機構は、紙送りモータ１３及び紙送りローラ１４等から構成される。記録紙１２等の記録媒体は、記録動作に連動して、順次送り出される。

次に、記録ヘッド４について説明する。記録ヘッド４は、図２に示すように、例えばプラスチックからなる箱体状のケース７１の収納室７２内に、櫛歯状の圧電振動子２１が一方の開口から挿入されて櫛歯状先端部２１ａが他方の開口に臨んでいる。その他方の開口側のケース７１の表面（下面）には流路ユニット７４が接合され、櫛歯状先端部２１ａは、それぞれ流路ユニット７４の所定部位に当接固定されている。

圧電振動子２１は、圧電体２１ｂを挟んで共通内部電極２１ｃと個別内部電極２１ｄとを交互に積層した板状の振動子板を、ドット形成密度に対応させて櫛歯状に切断して構成してある。そして、共通内部電極２１ｃと個別内部電極２１ｄとの間に電位差を与えることにより、各圧電振動子２１は、積層方向と直交する振動子長手方向に伸縮する。

流路ユニット７４は、流路形成板７５を間に挟んでノズルプレート１６と弾性板７７を両側に積層することにより構成されている。

流路形成板７５は、ノズルプレート１６に複数開設したノズル開口１７とそれぞれ連通して圧力発生室隔壁を隔てて列設された複数の圧力発生室２２と、各圧力発生室２２の少なくとも一端に連通する複数のインク供給部８２と、全インク供給部８２が連通する細長い共通インク室８３と、が形成された板材である。例えば、シリコンウエハーをエッチング加工することにより、細長い共通インク室８３が形成され、共通インク室８３の長手方向に沿って圧力発生室２２がノズル開口１７のピッチに合わせて形成され、各圧力発生室２２と共通インク室８３との間に溝状のインク供給部８２が形成され得る。なお、この場合、圧力発生室２２の一端にインク供給部８２が接続し、このインク供給部８２とは反対側の端部近傍でノズル開口１７が位置するように配置されている。また、共通インク室８３は、インクカートリッジに貯留されたインクを圧力発生室２２に供給するための室であり、その長手方向のほぼ中央にインク供給管８４が連通している。

弾性板７７は、ノズルプレート１６とは反対側の流路形成板７５の面に積層され、ステンレス板８７の下面側にＰＰＳ等の高分子体フィルムを弾性体膜８８としてラミネート加工した二重構造である。そして、圧力発生室２２に対応した部分のステンレス板８７をエッチング加工して、圧電振動子２１を当接固定するためのアイランド部８９が形成されている。

上記の構成を有する記録ヘッド４では、圧電振動子２１を振動子長手方向に伸長させることにより、アイランド部８９がノズルプレート１６側に押圧され、アイランド部８９周辺の弾性体膜８８が変形して圧力発生室２２が収縮する。また、圧力発生室２２の収縮状態から圧電振動子２１を長手方向に収縮させると、弾性体膜８８の弾性により圧力発生室２２が膨張する。圧力発生室２２を一旦膨張させてから収縮させることにより、圧力発生室２２内のインク圧力が高まって、ノズル開口１７からインク滴が吐出される。

すなわち、記録ヘッド４では、圧電振動子２１に対する充放電に伴って、対応する圧力室２２の容量が変化する。このような圧力室２２の圧力変動を利用して、ノズル開口１７からインク滴を吐出させたり、メニスカス（ノズル開口１７で露出しているインクの自由表面）を微振動させたりすることができる。

なお、上記の縦振動モードの圧電振動子２１に代えて、いわゆるたわみ振動モードの圧電振動子を用いることも可能である。たわみ振動モードの圧電振動子は、充電による変形で圧力室を収縮させ、放電による変形で圧力室を膨張させる圧電振動子である。

記録ヘッド４は、この場合、異なる複数種類の色が記録可能な多色記録ヘッドである。多色記録ヘッドは、複数のヘッドユニットを備えており、各ヘッドユニット毎に使用するインクの種類が設定される。本実施の形態では、各インクはいずれも顔料インクである。

本実施の形態の記録ヘッド４は、ブラックインクを吐出可能なブラックヘッドユニットと、シアンインクを吐出可能なシアンヘッドユニットと、マゼンタインクを吐出可能なマゼンタヘッドユニットと、イエローインクを吐出可能なイエローヘッドユニットと、を備えている。各ヘッドユニットは、対応するインクカートリッジ２ａ、２ｂの各インク収容室と連通するようになっている。そして、各ヘッドユニットが、それぞれ図２を用いて説明した構成を有しており、複数のノズル開口１７からなるノズル列が、図３に示すように、各インク色（ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）毎に形成されている。

次に、プリンタ１の電気的構成について説明する。図４に示すように、このインクジェット式プリンタ１は、プリンタコントローラ３０とプリントエンジン３１とを備えている。

プリンタコントローラ３０は、外部インターフェース（外部Ｉ／Ｆ）３２と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ３３と、制御プログラム等を記憶したＲＯＭ３４と、ＣＰＵ等を含んで構成された制御部１１と、クロック信号を発生する発振回路３５と、記録ヘッド４へ供給するための駆動信号等を発生する駆動信号発生回路３６と、駆動信号や、印刷データに基づいて展開されたドットパターンデータ（ビットマップデータ）等をプリントエンジン３１に送信する内部インターフェース（内部Ｉ／Ｆ）３７と、を備えている。

外部Ｉ／Ｆ３２は、例えば、キャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータ等によって構成される印刷データを、図示しないホストコンピュータ等から受信する。また、ビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）が、外部Ｉ／Ｆ３２を通じて、ホストコンピュータ等に対して出力される。

ＲＡＭ３３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）を有している。そして、受信バッファは、外部Ｉ／Ｆ３２を介して受信された印刷データを一時的に記憶し、中間バッファは、制御部１１により変換された中間コードデータを記憶し、出力バッファは、ドットパターンデータを記憶する。ここで、ドットパターンデータとは、中間コードデータ（例えば、階調データ）をデコード（翻訳）することにより得られる印字データである。

ＲＯＭ３４には、各種データ処理を行わせるための制御プログラム（制御ルーチン）の他に、フォントデータ、グラフィック関数等が記憶されている。さらにＲＯＭ３４は、メンテナンス情報保持手段として、メンテナンス動作用の設定データをも記憶している。

制御部１１は、ＲＯＭ３４に記憶された制御プログラムに従って各種の制御を行う。例えば、受信バッファ内の印刷データを読み出すと共にこの印刷データを変換して中間コードデータとし、当該中間コードデータを中間バッファに記憶させる。また、制御部１１は、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、ＲＯＭ３４に記憶されているフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して、ドットパターンデータに展開（デコード）する。そして、制御部１１は、必要な装飾処理を施した後に、このドットパターンデータを出力バッファに記憶させる。

記録ヘッド４の１回の主走査により記録可能な１行分のドットパターンデータが得られたならば、当該１行分のドットパターンデータが、出力バッファから内部Ｉ／Ｆ３７を通じて順次記録ヘッド４の電気駆動系３９に出力され、キャリッジ５が走査されて１行分の印刷が行われる。出力バッファから１行分のドットパターンデータが出力されると、展開済みの中間コードデータが中間バッファから消去され、次の中間コードデータについての展開処理が行われる。

さらに、制御部１１は、記録ヘッド４による記録動作に先立ってなされるメンテナンス動作（回復動作）を制御する。

プリントエンジン３１は、紙送り機構としての紙送りモータ１３と、ヘッド走査機構としてのパルスモータ７と、記録ヘッド４の電気駆動系３９と、を含んで構成してある。

次に、記録ヘッド４の電気駆動系３９について説明する。電気駆動系３９は、図４に示すように、順に電気的に接続されたデコータ５０、シフトレジスタ回路４０、ラッチ回路４１、レベルシフタ回路４２、スイッチ回路４３及び圧電振動子２１を備えている。これらのデコータ５０、シフトレジスタ回路４０、ラッチ回路４１、レベルシフタ回路４２、スイッチ回路４３及び圧電振動子２１は、それぞれ、記録ヘッド４の各ノズル開口１７毎に設けられている。

この電気駆動系３９では、スイッチ回路４３に加わるパルス選択データ（ＳＰデータ）が「１」の場合、スイッチ回路４３は接続状態となって駆動信号中のパルス波形が圧電振動子２１に直接印加され、各圧電振動子２１は駆動信号中の当該パルス波形に応じて変形する。一方、スイッチ回路４３に加わるパルス選択データが「０」の場合、スイッチ回路４３は非接続状態となって圧電振動子２１への駆動信号の供給が遮断される。

このように、パルス選択データに基づいて、各圧電振動子２１に対して駆動信号を選択的に供給できる。このため、与えられるパルス選択データ次第で、ノズル開口１７からインク滴を吐出させたり、メニスカスを微振動させたりすることができる。

ここで、駆動信号発生回路３６の詳細について、図５を用いて説明する。図５に示すように、駆動信号発生回路３６は、記録ヘッド４の各通過位置の通過タイミングと同期して複数のラッチ信号を出力するラッチ信号出力部１０１を有している。ラッチ信号出力部１０１は、記録ヘッド４の各通過位置（各記録画素毎に設定される）の通過タイミングとの同期のために、記録ヘッド４の位置または移動量を検出するエンコーダ１０２に接続されている。

また、駆動信号発生回路３６は、ラッチ信号に対する所定の設定時間差に基づいて、各ラッチ信号に続いて第１設定時間差の後に第１チャンネル信号を出力すると共に第２設定時間差の後に第２チャンネル信号を出力するチャンネル信号出力部１０３を有している。

そして、ラッチ信号出力部１０１及びチャンネル信号出力部１０３には、本体部１０５が接続されている。

本体部１０５は、記録ヘッド４の移動中には、ラッチ信号の出力タイミングに合わせて出現されるラッチパルス波形（この場合、第１パルス信号ＰＳ１）と、チャンネル信号出力部１０３による第１チャンネル信号の出力タイミングに合わせて出現される第１チャンネルパルス波形（この場合、小パルス信号ＰＳ３）と、チャンネル信号出力部１０３による第２チャンネル信号の出力タイミングに合わせて出現される第２チャンネルパルス波形（この場合、第２パルス信号ＰＳ２）と、を当該順に有する駆動信号ＣＯＭ（図６参照）を生成するようになっている。

図６に示すように、駆動信号ＣＯＭは、期間Ｔ１に配置された第１パルス波形ＰＳ１と、期間Ｔ２に配置された小パルス波形ＰＳ３と、期間Ｔ３に配置された第２パルス波形ＰＳ２と、を一連に接続してあり、記録周期Ｔで繰り返し発生するパルス列波形信号である。

これらの第１パルス波形ＰＳ１、小パルス波形ＰＳ３及び第２パルス波形ＰＳ２は、それぞれ単独でインク滴を吐出可能な信号である。

第１パルス波形ＰＳ１が圧電振動子２１に供給されると、中ドットを形成し得る量のインク滴が比較的低速にノズル開口１７から吐出される。小パルス波形ＰＳ３が圧電振動子２１に供給されると、小ドットを形成し得る量のインク滴がノズル開口１７から吐出される。第２パルス波形ＰＳ２が圧電振動子２１に供給されると、中ドットを形成し得る量のインク滴が比較的高速にノズル開口１７から吐出される。

図７に示すように、圧電振動子２１に供給するパルス波形を選択することによって、階調制御を行うことができる。すなわち、第１パルス波形ＰＳ１または第２パルス波形ＰＳ２を供給することで中ドットの記録を行い、小パルス波形ＰＳ３を供給することで小ドットの記録を行い、第１パルス波形ＰＳ１と第２パルス波形ＰＳ２とを供給することで大ドットの記録を行うことができる。

非吐出（非記録）のドットパターンデータ（階調情報００）、小ドットのドットパターンデータ（階調情報０１）、中ドットのドットパターンデータ（階調情報１０）及び大ドットのドットパターンデータ（階調情報１１）に応じて生成されるパルス選択データについて、具体的に説明する。

デコーダ５０は、この場合、非吐出のドットパターンデータ（階調情報００）、小ドットのドットパターンデータ（階調情報０１）、中ドットのドットパターンデータ（階調情報１０）及び大ドットのドットパターンデータ（階調情報１１）に応じて、３ビットのパルス選択データを生成する。

この３ビットのパルス選択データの各ビットが、図７に示すように、各波形要素に対応している。すなわち、パルス選択データの最上位ビットが第１パルス波形ＰＳ１に対応し、２番目のビットが小パルス波形ＰＳ３に対応し、３番目のビットが第２パルス波形ＰＳ２に対応している。

この場合、非吐出のドットパターンデータ（階調情報００）からパルス選択データ（０００）が生成される。小ドットのドットパターンデータ（階調情報０１）からパルス選択データ（０１０）が生成される。大ドットのドットパターンデータ（階調情報１１）からパルス選択データ（１０１）が生成される。

そして、本発明の特徴として、中ドットのドットパターンデータ（階調情報１０）から生成されるパルス選択データは、ノズル開口１７と記録紙１２との間の距離（ＰＧ）に依存する。

具体的には、距離識別部２０６（図４参照）が、ノズル開口１７と記録紙１２との間の距離を識別するようになっている。そして、距離識別部２０６は、当該距離が所定値以上であるか否かを判別して、その結果をデコーダ５０に送るようになっている。この場合、所定値は１．５ｍｍである。

デコーダ５０は、距離識別部２０６から送られる判別結果が「所定値以上」である場合（普通紙の場合）、中ドットのドットパターンデータ（階調情報１０）に応じて、パルス選択データ（１００）を生成する。

一方、デコーダ５０は、距離識別部２０６から送られる判別結果が「所定値未満」である場合（専用紙の場合）、中ドットのドットパターンデータ（階調情報１０）に応じて、パルス選択データ（００１）を生成する。

そして、パルス選択データの最上位ビットが「１」の場合には期間Ｔ１の始端に対応する最初のタイミング信号（ラッチ信号）から期間Ｔ２の始端に対応する２番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間スイッチ回路４５（駆動パルス供給手段）が接続状態になる。また、２番目のビットが「１」の場合には、２番目のタイミング信号から期間Ｔ３の始端に対応する３番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間スイッチ回路４５が接続状態になる。同様に、最下位のビットが「１」の場合には、３番目のタイミング信号から次の印刷周期における期間Ｔ１の始端に対応するタイミング信号（ラッチ信号）までの間スイッチ回路４５が接続状態になる。

これにより、小ドットのドットパターンデータに基づき、対応する圧電振動子２１には、小パルス波形ＰＳ３のみが供給される。その結果、小ドットのドットパターンデータに対応して、ノズル開口１７からは小インク滴が１回吐出し、記録紙１２上に小ドットが形成される。

また、距離識別部２０６から送られる判別結果が「所定値以上」である場合、すなわち、ＰＧが大きい場合（普通紙の場合）、中ドットのドットパターンデータに基いて、対応する圧電振動子２１には、第１パルス波形ＰＳ１のみが供給される。その結果、中ドットのドットパターンデータに対応して、ノズル開口１７からは中インク滴が比較的低速に１回吐出し、記録紙１２上に中ドットが形成される。

一方、距離識別部２０６から送られる判別結果が「所定値未満」である場合、すなわち、ＰＧが小さい場合（専用紙の場合）、中ドットのドットパターンデータに基いて、対応する圧電振動子２１には、第２パルス波形ＰＳ２のみが供給される。その結果、中ドットのドットパターンデータに対応して、ノズル開口１７からは中インク滴が比較的高速に１回吐出し、記録紙１２上に中ドットが形成される。

そして、大ドットのドットパターンデータに基づいて、第１パルス波形ＰＳ１及び第２パルス波形ＰＳ２が供給される。その結果、大ドットのドットパターンデータに対応して、ノズル開口１７からは中インク滴が２回吐出し、記録紙１２上に大ドットが形成される。

以上のように、本実施の形態によれば、中インク滴の吐出に関して、ＰＧが所定量以上であってミスト発生のおそれが比較的大きい普通紙使用の場合には、比較的低速なインク滴吐出が行われ、ＰＧが所定量未満であってミスト発生のおそれが比較的小さい専用紙使用の場合には、インク滴の記録紙１２への着弾精度を優先させて、比較的高速なインク滴吐出が行われる。これにより、ミストの発生傾向と記録紙１２への着弾精度とのバランスが考慮された好適な中インク滴吐出制御を実現することができる。

具体的には、吐出される中インク滴の質量はいずれも約７ｎｇであり、比較的低速とは、約８ｍ／ｓであり、比較的高速とは、約１０ｍ／ｓであることが好ましい。実際に、インク滴の質量が約７ｎｇであって、ＰＧが１．５ｍｍ以上の場合、当該インク滴の吐出速度が９ｍ／ｓよりも遅いと、ミストによる装置の汚れが目立つ。本実施の形態によれば、そのような装置の汚れを回避できる。吐出される小インク滴の質量は、例えば約３ｎｇである。

また、大ドットの記録を行う場合、第１パルス波形ＰＳ１によってノズル開口１７から吐出される比較的低速の中インク滴は、記録紙１２への着弾の前に、第２パルス波形ＰＳ２によって当該ノズル開口１７から吐出される比較的高速の中インク滴によって追いつかれて、合体されるようになっていることが好ましい。この場合、ミストの発生が顕著に抑制され得る。

前記の好適な数値例の場合、すなわち、吐出される中インク滴の質量がいずれも約７ｎｇであり、比較的低速とは、約８ｍ／ｓであり、比較的高速とは、約１０ｍ／ｓである場合、２つの中インク滴は、着弾前に空中で合体することができて好ましい。

また、距離識別部２０６がノズル開口１７と記録紙１２との間の距離を識別する態様は、特に限定されない。例えば、ＰＧ調整レバー１９の設定位置を検出する態様も採用され得るし、ノズル開口１７と記録紙１２との間の距離を実際に測定する態様も採用され得る。

更には、ノズル開口１７と記録紙１２との間の距離が、記録紙１２の種類に依存して自動的に設定される場合には、記録紙情報入力部２０５に入力される記録紙情報から、ノズル開口１７と記録紙１２との間の距離を識別してもよい。記録紙情報は、例えば、記録紙１２の型番等の情報であり得る。この場合、距離識別部２０６は、予め、記録紙の型番とこの時のＰＧとを対応付けるテーブルデータを記憶している。

以上において、圧力室２２の容積を変化させる圧力発生素子（圧力変動手段の一例）は、圧電振動子２１に限定されるものではない。例えば、磁歪素子を圧力発生素子として用い、この磁歪素子によって圧力室２２を膨張・収縮させて圧力変動を生じさせるようにしてもよいし、発熱素子を圧力発生素子として用い、この発熱素子からの熱で膨張・収縮する気泡によって圧力室２２に圧力変動を生じさせるように構成してもよい。

なお、前述のように、プリンタコントローラ３０はコンピュータシステムによって構成され得るが、コンピュータシステムに前記各要素を実現させるためのプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体２０１も、本件の保護対象である。

さらに、前記の各要素が、コンピュータシステム上で動作するＯＳ等のプログラムによって実現される場合、当該ＯＳ等のプログラムを制御する各種命令を含むプログラム及び当該プログラムを記録した記録媒体２０２も、本件の保護対象である。

ここで、記録媒体２０１、２０２とは、フロッピーディスク（フレキシブルディスク）等の単体として認識できるものの他、各種信号を伝搬させるネットワークをも含む。

なお、以上の説明はインクジェット式記録装置についてなされているが、本発明は、広く液体噴射装置全般を対象としたものである。液体の例としては、インクの他に、グルー、マニキュア、液体電極材料、生体有機物液体等が用いられ得る。更に、本発明は、液晶等の表示体におけるカラーフィルタの製造装置にも適用され得る。

本発明の一実施の形態のインクジェット式記録装置の概略斜視図である。 記録ヘッドの構成を説明する図である。 各色毎のノズル列を示す図である。 記録ヘッドの電気的構成を示す概略ブロック図である。 駆動信号発生回路を示す概略ブロック図である。 駆動信号の一例を示す図である。 図６の駆動信号に基づいて生成される駆動パルス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
２ａ 黒インクカートリッジ
２ｂ カラーインクカートリッジ
３ カートリッジホルダ部
４ 記録ヘッド
５ キャリッジ
６ ガイド部材
７ パルスモータ
８ 駆動プーリー
９ 逆転プーリー
１０ タイミングベルト
１１ 制御部
１２ 記録紙
１３ 紙送りモータ
１４ 紙送りローラ
１６ ノズルプレート
１７ ノズル開口
１９ ＰＧ調整レバー
２１ 圧電振動子
２１ａ 櫛歯状先端部
２２ 圧力発生室
３０ プリンタコントローラ
３１ プリントエンジン
３２ 外部インターフェース
３３ ＲＡＭ
３４ ＲＯＭ
３５ 発振回路
３６ 駆動信号発生回路
３７ 内部インターフェイス
３９ 記録ヘッドの電気駆動系
４０ シフトレジスタ回路
４１ ラッチ回路
４２ レベルシフタ回路
４３ スイッチ回路
５０ デコータ
７１ ケース
７２ 収納室
７４ 流路ユニット
７５ 流路形成板
７７ 弾性板
８０ ノズル開口
８２ インク供給部
８３ 共通インク室
８４ インク供給管
８７ ステンレス板
８８ 弾性体膜
８９ アイランド部
１０１ ラッチ信号出力部
１０２ エンコーダ
１０３ チャンネル信号出力部
１０５ 本体部
２００ 記録媒体
２０１ 記録媒体
２０５ 記録紙情報入力部
２０６ 距離識別部

Claims (17)

1. ノズル開口を有するヘッド部材と、
   ノズル開口部分の液体の圧力を変動させる圧力変動手段と、
   吐出データに基づいて、複数の階調データから一の選択階調データを設定する階調データ設定手段と、
   吐出駆動信号を生成する駆動信号発生手段と、
   選択階調データと吐出駆動信号とに基づいて、駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、
   駆動パルスに基づいて圧力変動手段を駆動させる制御本体部と、
   ヘッド部材のノズル開口と液体被噴射媒体との間の距離を識別する距離識別部と、
   を備え、
   吐出駆動信号は、一周期内に、所定の選択階調データに対応する所定量の液体滴を比較的低速に吐出可能な第１パルス波形と、当該所定量の液体滴を比較的高速に吐出可能な第２パルス波形と、を有する周期信号であり、
   駆動パルス生成手段は、前記吐出駆動信号に基づいて、選択階調データが前記所定の選択階調データである時、
   距離識別部により識別される距離が所定値以上の場合、第１パルス波形を駆動パルスとし、
   距離識別部により識別される距離が所定値未満の場合、第２パルス波形を駆動パルスとするようになっている
   ことを特徴とする液体噴射装置。
2. 複数の階調データは、小ドット用データと、中ドット用データと、大ドット用データと、を有しており、
   所定の選択階調データは、中ドット用データであり、
   所定量の液体滴は、中量の液体滴であり、
   吐出駆動信号は、一周期内に、中量の液体滴を比較的低速に吐出可能な第１パルス波形と、少量の液体滴を吐出可能な小パルス波形と、中量の液体滴を比較的高速に吐出可能な第２パルス波形と、を当該順に有する周期信号であり、
   駆動パルス生成手段は、前記吐出駆動信号に基づいて、
   選択階調データが小ドット用データである時、小パルス波形を駆動パルスとし、
   選択階調データが大ドット用データである時、第１パルス波形及び第２パルス波形を駆動パルスとし、
   選択階調データが中ドット用データである時、
   前記距離識別部により識別される距離が所定値以上の場合、第１パルス波形を駆動パルスとし、
   前記距離識別部により識別される距離が所定値未満の場合、第２パルス波形を駆動パルスとするようになっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 選択階調データが大ドット用データである時、第１パルス波形によってノズル開口から吐出される比較的低速の中量の液体滴は、液体被噴射媒体への着弾の前に、第２パルス波形によって当該ノズル開口から吐出される比較的高速の中量の液体滴によって追いつかれて合体されるようになっている
   ことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 駆動パルス生成手段は、各階調データから吐出駆動信号の一周期に対応する矩形パルス列を生成し、当該矩形パルス列と吐出駆動信号とのＡＮＤによって駆動パルスを生成するようになっている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液体噴射装置。
5. 前記所定値は、約１．５ｍｍである
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液体噴射装置。
6. 前記所定量の液体滴は、約７ｎｇの液体滴である
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液体噴射装置。
7. 前記比較的低速は、約８ｍ／ｓであり、
   前記比較的高速は、約１０ｍ／ｓである
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の液体噴射装置。
8. 圧力変動手段は、圧電振動子を有している
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の液体噴射装置。
9. 液体は、顔料インクである
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の液体噴射装置。
10. ヘッド部材のノズル開口と液体被噴射媒体との間の距離は、液体被噴射媒体の種類に依存して設定されるようになっており、
    距離識別部は、液体被噴射媒体の種類に基づいて、ヘッド部材のノズル開口と液体被噴射媒体との間の距離を識別するようになっている
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の液体噴射装置。
11. ノズル開口を有するヘッド部材と、
    ノズル開口部分の液体の圧力を変動させる圧力変動手段と、
    を備えた液体噴射装置を制御する制御装置であって、
    吐出データに基づいて、複数の階調データから一の選択階調データを設定する階調データ設定手段と、
    吐出駆動信号を生成する駆動信号発生手段と、
    選択階調データと吐出駆動信号とに基づいて、駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、
    駆動パルスに基づいて圧力変動手段を駆動させる制御本体部と、
    ヘッド部材のノズル開口と液体被噴射媒体との間の距離を識別する距離識別部と、
    を備え、
    吐出駆動信号は、一周期内に、所定の選択階調データに対応する所定量の液体滴を比較的低速に吐出可能な第１パルス波形と、当該所定量の液体滴を比較的高速に吐出可能な第２パルス波形と、を有する周期信号であり、
    駆動パルス生成手段は、前記吐出駆動信号に基づいて、選択階調データが前記所定の選択階調データである時、
    距離識別部により識別される距離が所定値以上の場合、第１パルス波形を駆動パルスとし、
    距離識別部により識別される距離が所定値未満の場合、第２パルス波形を駆動パルスとするようになっている
    ことを特徴とする制御装置。
12. 複数の階調データは、小ドット用データと、中ドット用データと、大ドット用データと、を有しており、
    所定の選択階調データは、中ドット用データであり、
    所定量の液体滴は、中量の液体滴であり、
    吐出駆動信号は、一周期内に、中量の液体滴を比較的低速に吐出可能な第１パルス波形と、少量の液体滴を吐出可能な小パルス波形と、中量の液体滴を比較的高速に吐出可能な第２パルス波形と、を当該順に有する周期信号であり、
    駆動パルス生成手段は、前記吐出駆動信号に基づいて、
    選択階調データが小ドット用データである時、小パルス波形を駆動パルスとし、
    選択階調データが大ドット用データである時、第１パルス波形及び第２パルス波形を駆動パルスとし、
    選択階調データが中ドット用データである時、
    前記距離識別部により識別される距離が所定値以上の場合、第１パルス波形を駆動パルスとし、
    前記距離識別部により識別される距離が所定値未満の場合、第２パルス波形を駆動パルスとするようになっている
    ことを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
13. 選択階調データが大ドット用データである時、第１パルス波形によってノズル開口から吐出される比較的低速の中量の液体滴は、液体被噴射媒体への着弾の前に、第２パルス波形によって当該ノズル開口から吐出される比較的高速の中量の液体滴によって追いつかれて合体されるようになっている
    ことを特徴とする請求項１２に記載の制御装置。
14. 少なくとも１台のコンピュータを含むコンピュータシステムによって実行されて、前記コンピュータシステムに請求項１１乃至１３のいずれかに記載の制御装置を実現させるプログラム
    を記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
15. 少なくとも１台のコンピュータを含むコンピュータシステム上で動作する第２のプログラムを制御する命令が含まれており、
    前記コンピュータシステムによって実行されて、前記第２のプログラムを制御して、前記コンピュータシステムに請求項１１乃至１３のいずれかに記載の制御装置を実現させるプログラム
    を記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
16. 少なくとも１台のコンピュータを含むコンピュータシステムによって実行されて、前記コンピュータシステムに請求項１１乃至１３のいずれかに記載の制御装置を実現させるプログラム。
17. 少なくとも１台のコンピュータを含むコンピュータシステム上で動作する第２のプログラムを制御する命令が含まれており、
    前記コンピュータシステムによって実行されて、前記第２のプログラムを制御して、前記コンピュータシステムに請求項１１乃至１３のいずれかに記載の制御装置を実現させるプログラム。

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