JP2008036897A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷中に使用頻度の少ないノズルにおけるインクの増粘を抑制する。
【解決手段】増粘度算出回路１５４は、連続不吐出カウンタ１５１においてカウントされた連続不吐出数に係数決定部１５３において決定された第１係数を掛け合わせた値と、不吐出頻度検出回路１５２において検出された不吐出頻度検出値に係数決定部１５３で決定された第２係数を掛け合わせた値とを足し合わせることによって増粘度を算出する。コンパレータ１５６は、増粘度算出回路１５４において算出した増粘度が、増粘度閾値決定部１５５において決定した増粘度閾値以上のときに、不吐出フラッシング指示信号を波形切り替え回路１５８に出力する。このとき、波形切り替え回路１５８は、インクの吐出を行わないノズルに対応する個別電極１３５に波形出力回路１５７から出力された不吐出フラッシングを行うための第２波形を出力する。
【選択図】図７

Description

本発明は、インク滴を吐出して印刷を行うインクジェット記録装置に関する。

記録用紙等の被記録媒体にインク滴を吐出するインクジェット記録装置が有するインクジェットヘッドとしては、インク滴を吐出するノズルとノズルに連通する圧力室とを備えた流路ユニットと、圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与するアクチュエータとを有するものがある。アクチュエータは、圧力室の容積を変化させることにより圧力室に圧力を付加するものであり、複数の圧力室に跨る圧電シートと、各圧力室に対向する複数の個別電極と、複数の個別電極に圧電シートを介して対向する基準電位が付与された共通電極（グランド電極）とを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このアクチュエータは、個別電極にパルス状の駆動電圧が付与されることによって、その個別電極と共通電極との間に挟まれた圧電シート（圧電層）の部分に対してその厚み方向に電界が作用し、この部分の圧電シートが厚み方向に伸張する。このとき、圧力室の容積が変化して圧力室内のインクに圧力（吐出エネルギー）が付与される。

特開２００２−３６５６８号公報（図１）

インクジェットプリンタにおいては、印字速度の高速化が望まれている。印字速度の高速化を図るためにはインク滴の印刷周期を短くする必要があるが、インク滴の印刷周期を短くする場合には、記録用紙上に着弾したインク滴が瞬時に乾燥するような速乾性のインクを用いる必要がある。しかしながら、このような速乾性のインクを用いると、ノズル内のインクが乾燥により増粘して、インク吐出特性が悪化したり吐出不良を起こしたりすることがある。このような問題を回避するため、印字領域外において増粘したインク滴をノズルから吐出する吐出フラッシングを行うことがあるが、速乾性のインクを用いた場合、このような吐出フラッシングを行っても、印字の際にインク滴が吐出される頻度が少ないノズルにおいて、インクが増粘して、ノズルから吐出されるインク滴に吐出遅れが生じ、被記録媒体に記録される画像の品質が低下してしまう虞がある。

本発明の目的は、印刷中におけるインクの増粘を抑制することが可能なインクジェットプリント装置を提供することである。

本発明のインクジェット記録装置は、共通インク室から圧力室を介してノズルに至る複数の個別インク流路が形成されている流路ユニット、及び、圧力室にインク吐出エネルギーを付与するアクチュエータを有するインクジェットヘッドと、被記録媒体をインクジェットヘッドに対して相対移動させる移動装置と、ノズルからインク滴が吐出されるようにアクチュエータを駆動するパルスを含む第１波形、及び、ノズルからインク滴が吐出されないようにアクチュエータを駆動するパルスを含む第２波形を選択的にアクチュエータに出力する波形出力手段と、被記録媒体に形成される画像の印刷解像度に対応する単位距離だけ被記録媒体が相対移動するのに要する時間を印刷周期としたとき、直前の印刷周期まで連続してノズルからインク滴が吐出されなかった印刷周期の数である連続不吐出数をノズル毎にカウントする連続不吐出カウンタと、直前の印刷周期まで連続した所定数の各印刷周期においてノズルからインク滴が吐出されたか否かの吐出履歴をノズル毎に記憶する吐出履歴記憶手段と、吐出履歴記憶手段に記憶された吐出履歴におけるノズルからインク滴が吐出されなかった印刷周期の発生パターンに対応する不吐出頻度をノズル毎に検出する不吐出頻度検出手段と、連続不吐出カウンタがカウントした連続不吐出数、及び、不吐出頻度検出手段が検出した不吐出頻度に基づいて、ノズル内のインクの増粘度をノズル毎に決定する増粘度決定手段と、現在の印刷周期において、ノズルからインク滴を吐出させないとき、且つ、当該ノズルに関して増粘度決定手段が決定した増粘度が所定の値以上となったとき、波形出力手段に、第２波形を当該ノズルに対応するアクチュエータに出力させる波形切換手段とを備えている。

これによると、不吐出頻度検出手段が吐出履歴からノズル毎の不吐出頻度を検出し、増粘度決定手段が、各ノズルに関する連続不吐出数及び不吐出頻度に基づいて当該ノズル内のインクの増粘度を決定するため、各ノズル内のインクの増粘度を正確に把握することができる。そして、ノズル内のインクの増粘度が所定以上となったときに、波形切換手段が波形出力手段に第２波形を出力させることによって当該ノズルに関して不吐出フラッシングが行われ、当該ノズル内のインクが攪拌されてインクの増粘度が低下する。これにより、ノズルからのインク滴の吐出遅れが生じにくくなり、被記録媒体に高品位な画像を形成することができる。

また、本発明のインクジェット記録装置においては、増粘度決定手段が増粘度を決定するに当たって行う演算に、インクジェットヘッドの温度、ノズルから吐出されるインクの種類及びインクジェットヘッドに関する製造上の固有値の少なくともいずれかに基づいて決定された第１係数を不吐出頻度に掛け合わせるという演算が含まれていてもよい。これによると、インクジェットヘッドの温度、ノズルから吐出されるインクの種類、インクジェットヘッドに関する製造上の固有値などの影響を考慮して増粘度が決定されるため、より正確な増粘度を把握することができる。

また、本発明のインクジェット記録装置においては、増粘度決定手段が増粘度を決定するに当たって行う演算に、インクジェットヘッドの温度、ノズルから吐出されるインクの種類及びインクジェットヘッドに関する製造上の固有値の少なくともいずれかに基づいて決定された第２係数を連続不吐出数に掛け合わせるという演算が含まれていてもよい。これによると、インクジェットヘッドの温度、ノズルから吐出されるインクの種類、インクジェットヘッドに関する製造上の固有値などの影響を考慮して増粘度が決定されるため、より正確な増粘度を把握することができる。

また、本発明のインクジェット記録装置においては、不吐出頻度検出手段が、印刷周期の発生パターン及び印刷周期の発生パターンに対応する不吐出頻度が記憶されたテーブル記憶手段を備えていてもよい。これによると。不吐出頻度をすばやく決定することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。

図１は、本実施の形態に係るプリンタ（インクジェット記録装置）の概略構成図である。図１に示すように、プリンタ１０１は、図中左右方向に４つのインクジェットヘッド１が配列されたライン型のインクジェットプリンタであって、図中左方に給紙部１１、図中右方に排紙部１２、図中中央部に用紙搬送部１３が設けられている。また、プリンタ１０１において、インクジェットヘッド１の動作は制御装置１６によって制御されている。

給紙部１１には、印刷を行うための記録用紙（被記録媒体）Ｐが配置されており、印刷を行う際に記録用紙Ｐが一枚ずつ１対の給紙ローラ５ａ、５ｂによって図中右方に搬送される。用紙搬送部１３は、２つの送りローラ６、７及び送りローラ６、７に巻きかけられた無端の搬送ベルト８を有しており、送りローラ６、７が回転することにより搬送ベルト８が回転する。送りローラ７の上方にはニップローラ４が配置されており、ニップローラ４と送りローラ７とにより搬送ベルト８が挟まれている。搬送ベルト８の送りローラ６、７と反対側の表面（搬送ベルト８の外周面）は、記録用紙Ｐを搬送するための搬送面８ａとなっており、搬送面８ａには粘着性のシリコンゴムによる処理が施されている。給紙ローラ５ａ、５ｂによって搬送された記録用紙Ｐは、ニップローラ４及び送りローラ７により搬送面８ａに押し付けられつつ搬送面８ａ上に搬送され、搬送面８ａに粘着する。

搬送ベルト８は、搬送面８ａまで搬送された記録用紙Ｐを図中右方に搬送する（記録用紙Ｐをインクジェットヘッド１に対して相対移動させる）。このとき、搬送ベルト８は、所定時間（印刷周期）の間に記録用紙Ｐが印刷解像度の単位距離だけ図中右方に移動するように一定の速度で記録用紙Ｐを搬送する。

インクジェットヘッド１に対向する位置にきたときに、インクジェットヘッド１の下面に配置されたヘッド本体２の後述するノズル１０８（図３参照）からインク滴が吐出されて印刷が行われる。ここで、４つのインクジェットヘッド１からは、図中左側のものから順に例えば、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローのインク滴が吐出される。ここで、搬送ベルト８のインクジェットヘッド１と対向する部分には、搬送面８ａと反対側の面から搬送ベルト８を支持するプラテン１５が設けられており、搬送面８ａのインクジェットヘッド１に対向する部分が水平に保持されている。このプラテン１５は、図１に示すように、搬送ベルト８の内側に配置され、その内周面に当接しているとともに、インクジェットヘッド１の下面との間に所定の間隙を作っている。これにより、記録用紙Ｐは、水平に配置された状態で、インクジェットヘッド１からインク滴が吐出される。このとき、記録用紙Ｐとインクジェットヘッド１との下面とは予め決められた所定の距離にある。

用紙搬送部１３の図中右方には剥離プレート１４が配置されており、その左端が記録用紙Ｐと搬送ベルト８との間に入り込むことによって搬送ベルト８から記録用紙Ｐが剥離される。そして、剥離プレート１４によって剥離された記録用紙Ｐは排紙部１２に配置される。

次に、記録用紙Ｐにインク滴を吐出するヘッド本体２について図２、図３を用いて説明する。図２は図１のヘッド本体２の平面図である。図３は図２の一点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。

ヘッド本体２は、多数の圧力室１１０、各圧力室１１０にそれぞれ連通した多数のノズル１０８が形成された流路ユニット９を有している。流路ユニット９の上面には、千鳥状になって２列に配列された４つの台形の圧電アクチュエータ２１が接着されている。より詳細には、各圧電アクチュエータ２１は、その平行対向辺（上辺及び下辺）が流路ユニット９の長手方向に沿うように配置されている。また、隣接する圧電アクチュエータ２１の斜辺同士が、流路ユニット９の幅方向にオーバーラップしている。

流路ユニット９の平面視で圧電アクチュエータ２１に重なる部分は、インク吐出領域１０６となっている。図３に示すように、インク吐出領域１０６の表面には、多数のノズル１０８が規則的に配列されており、これに対応して、流路ユニット９の上面には、多数の圧力室１１０がマトリックス状に配列されている。

インク吐出領域１０６では、ノズル１０８は圧力室１１０と同様にマトリクス状の配置をしている。本実施の形態では、図３に示すように、多数のノズル１０８によって１６列のノズル列が構成されており、台形の下辺側から上辺側に向かって各ノズル列に含まれるノズル１０８の数が順次少なくなっている。また、各ノズル列は、千鳥状に配列されたインク吐出領域１０６のうち、平行対向辺が長手方向に互いに重なるインク吐出領域１０６インク吐出領域１０６の対応するノズル列とも長手方向に互いに重なっている。

また、流路ユニット９内には、共通インク室であるマニホールド流路１０５及びその分岐流路である副マニホールド流路１０５ａが形成されている。１つのインク吐出領域１０６には、流路ユニット９の長手方向に延在した４本の副マニホールド流路１０５ａが対向している。また、マニホールド流路１０５には、流路ユニット９の上面に設けられているインク流入口１０５ｂからインクが供給される。

各ノズル１０８は、平面視で略菱形（角度が丸く曲線で結ばれた菱形）の圧力室１１０及びアパーチャ１１２を介して副マニホールド流路１０５ａと連通している。流路ユニット９の長手方向に延在する互いに隣接した４つのノズル列に含まれるノズル１０８は、同じ副マニホールド流路１０５ａに連通している。なお、図２及び図３において、図面を分かりやすくするために、圧電アクチュエータ２１を二点鎖線で描いているとともに、圧電アクチュエータ２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１１０、アパーチャ１１２を実線で描いている。

流路ユニット９に形成された多数のノズル１０８は、これら全てのノズル１０８を流路ユニット９の長手方向に延びた仮想線上にこの仮想線と直交する方向から射影した射影点が、６００ｄｐｉで等間隔に並ぶような位置に形成されている。

次に、ヘッド本体２の断面構造について図４を用いて説明する。図４は、図３のIV−IV線断面図である。図４に示すように、ヘッド本体２は、流路ユニット９と圧電アクチュエータ２１とが貼り合わされたものである。そして、流路ユニット９は、上から、キャビティプレート１２２、ベースプレート１２３、アパーチャプレート１２４、サプライプレート１２５、３枚のマニホールドプレート１２６、１２７、１２８、カバープレート１２９及びノズルプレート１３０が積層された積層構造を有している。

キャビティプレート１２２は、圧力室１１０となる平面視で略菱形の孔が多数形成された金属プレートである。ベースプレート１２３は、各圧力室１１０とこれに対応するアパーチャ１１２とを連通させるための連通孔及び各圧力室１１０とこれに対応するノズル１０８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。アパーチャプレート１２４は、各アパーチャ１１２となる孔及び各圧力室１１０とこれに対応するノズル１０８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。サプライプレート１２５は、各アパーチャ１１２と副マニホールド流路１０５ａとを連通させるための連通孔及び各圧力室１１０とこれに対応するノズル１０８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。マニホールドプレート１２６、１２７、１２８は、副マニホールド流路１０５ａとなる孔及び各圧力室１１０とこれに対応するノズル１０８とを連通させるための多数の連通孔が形成された金属プレートである。カバープレート１２９は、各圧力室１１０とこれに対応するノズル１０８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。ノズルプレート１３０は、ノズル１０８が多数形成された金属プレートである。これら９枚の金属プレートは、互いに位置合わせして積層されており、これにより、流路ユニット９内には、副マニホールド１０５ａの出口からアパーチャ１１２及び圧力室１１０を経てノズル１０８に至る複数の個別インク流路１３２が形成されている。

次に、圧電アクチュエータ２１について図５を用いて説明する。図５（ａ）は図４の圧電アクチュエータ２１周辺部分の拡大図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の個別電極１３５周辺の拡大平面図である。図５（ａ）に示すように、圧電アクチュエータ２１は、３枚の圧電層１４１、１４２、１４３が積層された積層構造を有している。これら圧電層１４１〜１４３は、全て厚みが１５μｍ程度であり、圧電アクチュエータ２１の厚さは４５μｍ程度となっている。いずれの圧電層１４１〜１４３も、ヘッド本体２内の１つのインク吐出領域１０６内に形成された多数の圧力室１１０に跨って配置されるように連続した層状の平板（連続平板層）となっている。圧電層１４１〜１４３は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなるものである。また、最上層の圧電層１４１は予めその厚み方向に分極されている。

最上層の圧電層１４１の上面には、厚みが１μｍ程度の個別電極１３５が形成されている。個別電極１３５及び後述する共通電極１３４は、共に、例えば金属などの導電材料を含む導電性ペーストを印刷法を用いて形成したものである。個別電極１３５は図５（ｂ）に示すように圧力室１１０よりも一回り小さい略菱形の平面形状を有しており、圧力室１１０の中央部に対向するように且つ平面視において大部分が圧力室１１０内に収まるように形成されている。したがって、図３に示すように、最上層の圧電層１４１上には、そのほぼ全域にわたって多数の個別電極１３５が規則的に二次元配列（マトリクス状配列）されている。本実施の形態では、個別電極１３５が圧電アクチュエータ２１の表面だけに形成されているので、最外層である圧電層１４１だけが外部電界により圧電歪を生じる活性領域を含むことになる。他の圧電層１４２、１４３は自発的には歪まない。そのため、圧電アクチュエータ２１はユニモルフ変形を起こすアクチュエータとなりその変形効率が優れたものとなる。

個別電極１３５の一方の鋭角部は、キャビティプレート２２において圧力室１１０が形成されていない桁部上まで延出されており、その先端部にはランド１３６が形成されている。ランド１３６は略円形の平面形状を有しているとともに、その厚みが１５μｍ程度になっている。ランド１３６は、導電性の樹脂ペーストを印刷法により形成したもので、個別電極１３５とランド１３６とは、電気的に接続されている。ランド１３６は図示しないフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）と電気的に接続されており、個別電極１３５にはＦＰＣを介して制御装置１６から駆動電位が付与される。

最上層の圧電層１４１とその下側の圧電層１４２との間には、そのほぼ全面に厚み２μｍ程度の共通電極１３４が形成されている。これにより、圧電層１４１は、圧力室１１０に対向する部分において、個別電極１３５及び共通電極１３４の一対の電極によって挟まれる。なお、圧電層１４２と圧電層１４３の間に、電極は配置されていない。また、共通電極１３４は、図示しない領域において接地されている。これにより、共通電極１３４は、すべての圧力室１１０に対向する領域において等しくグランド電位に保持されている。

ここで、圧電アクチュエータ２１の動作について述べる。個別電極１３５は、予め所定の電位に保持されている。個別電極１３５には、吐出要求がある度に一旦グランド電位が付与され、その後所定のタイミングで再び所定の電位（駆動電位）に戻される。個別電極１３５に駆動電位が付与されると、この個別電極１３５と共通電極１３４との間に電位差が生じ、圧電層１４１のこの個別電極１３５と共通電極１３４とにはさまれた部分（活性層）には厚み方向の電界が発生する。この電界の方向は圧電層１４１の分極方向でもあるので、圧電層１４１のこの部分は、厚み方向に伸張し、厚み方向と直交する水平方向に収縮する。このとき、伸張及び収縮に伴う変位量は、厚み方向より水平方向（面方向）のほうが大きい。このような活性層の変位に対して、圧電層１４２、１４３は、自発的に変位しない拘束層として働く。これにより、圧電層１４１〜１４３が圧力室１１０側に凸となるようにユニモルフ変形し、圧力室１１０の容積が小さくなることにより、圧力室１１０内のインクの圧力が上昇する（インク吐出エネルギーが付与される）。

このとき、本実施の形態では、ノズル１０８からインク滴を吐出する際に、後述する波形出力回路１５７（図７参照）から個別電極１３５に図６（ａ）に示すようなパルス波形（第１波形）が出力される。ここで、第１波形は、電位Ｖ１（駆動電位）とグランド電位との間で変化するパルス波形であり、予め電位Ｖ１に保たれた状態から、一適のインク滴を吐出する印刷周期の間に、一旦グランド電位に所定時間保持され、再び電位Ｖ１に戻るという変化を１回行っている。ここで、パルスの高さである電位Ｖ１及びパルス幅である上記所定時間は、グランド電位に保持した後に、個別電極１３５にＶ１の電位を付与したときに、前述したようにノズル１０８からインク滴が吐出されるようにその値が設定されており、これにより、第１波形が出力された個別電極１３５に対応するノズル１０８からインク滴が吐出される。

一方、本実施の形態では不吐出フラッシングを行っており、不吐出フラッシングを行う際には、波形出力回路１５７（図７参照）から個別電極１３５に、図６（ｂ）に示すようなパルス波形（第２波形）が出力される。ここで、第２波形は、第１波形と同じ電位Ｖ１とグランド電位との間で変化するパルス波形であり、予め電位Ｖ１に保たれた状態から、印刷周期の間に、一旦グランド電位に所定時間保持され、再び電位Ｖ１に戻るという変化を複数回行っている。つまり、第２波形のパルス幅及びパルス間隔は、それぞれ第１波形よりも狭くなっている。ここで、第２波形のパルス幅及びパルス間隔は、アクチュエータの変位が完了するのにかかる時間よりも短くなるように決められている。つまり、第２波形のパルス幅は、各アクチュエータに印加された際に生じる電荷の放電時間よりも短くなっている。また、パルス間隔は、この放電時間（パルス幅）に加えて、電荷の放電に続く充電が完了するまでの時間以上とされている。これにより、アクチュエータは十分に変位しきる前に元の状態、つまり吐出要求がある前の所定の電位に保持された状態に戻る。したがって、アクチュエータの変位による圧力室１１０のインクの圧力の変化は小さく、ノズル１０８からインク滴が吐出されず、ノズル１０８周辺のインクが攪拌される。つまり不吐出フラッシングが行われる。

次に制御装置１６について図７〜図１０を用いて説明する。図７は制御装置１６のブロック図である。図８は図７の連続不吐出カウンタ１５１のブロック図である。図９は図７の不吐出頻度検出回路１５２のブロック図である。図１０は、図７の増粘度算出回路１５４のブロック図である。制御装置１６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等によって構成されており、これらが以下に示す各部として機能する。ここで、制御装置１６には、ノズル１０８の数に対応して図７〜図１０に示す各部が設けられるが、説明を簡単にするため、図７〜図１０ではこれらのうちの１つのみを図示している。そして、印刷時には、連続不吐出カウンタ１５１、不吐出頻度検出回路１５２及び波形出力回路１５７に、複数のノズル１０８の各々に対応してインク滴の吐出を行うか否かを示す印刷信号が、前述した印刷周期毎に入力される。

図７に示すように、制御装置１６は、連続不吐出カウンタ１５１、不吐出頻度検出回路１５２、係数決定部１５３、増粘度算出回路（増粘度決定手段）１５４、増粘度閾値決定部１５５、コンパレータ１５６、波形出力回路１５７及び波形切り替え回路１５８を有している。制御装置１６には、複数のノズル１０８の各々に対応して、インク滴の吐出を行うか否かを示す印刷信号が入力される。

連続不吐出カウンタ１５１は、印刷中に、直前の印刷周期まで連続してノズル１０８からインク滴が吐出されなかった印刷周期の回数である連続不吐出数をカウントする回路であり、図８に示すように、インクリメンタ１６１、セレクタ１６２及びＲＡＭ１６３を有する。インクリメンタ１６１は、印刷信号が入力されると、ＲＡＭ１６３に記憶された連続不吐出数に１を加えセレクタ１６２に出力する。セレクタ１６２は、入力された印刷信号がインク滴を吐出しないことを示している場合には、ＲＡＭ１６３に記憶された連続不吐出数を、インクリメンタ１６１により１が加えられた値に書き換え、入力された印刷信号がインク滴を吐出することを示している場合には、ＲＡＭ１６３に記憶された連続不吐出数を０に書き換える。

不吐出頻度検出回路１５２は、現在及び過去ｎ回（連続した所定数）の印刷信号に基づいて、ノズル１０８からインク滴が吐出されていない頻度を示す不吐出頻度検出値を決定する回路であり、図９に示すように、現在及び過去ｎ回の印字周期における印刷信号（インク滴が吐出されたか否かの吐出履歴）が記憶されている吐出履歴記憶部１７１と、現在及び過去ｎ回の印字周期における印刷信号のパターンに対応して不吐出頻度検出値を記憶しているルックアップテーブル（記憶テーブル）１７２とを有している。そして、不吐出頻度検出回路１５２は、吐出履歴記憶部１７１に記憶された印刷信号のパターンに対応するルックアップテーブル１７２に記憶された不吐出頻度検出値を増粘度算出回路１５３に出力する。ここで、ルックアップテーブル１７２に記憶された不吐出頻度検出値は、現在及び過去ｎ回の印字周期における印刷信号のパターンがノズル１０８内のインクの粘性を増加させやすいものほど大きな値となっている。このように、ルックアップテーブル１７２に、現在及び過去ｎ回の印字周期における印刷信号のパターンに対応した不吐出頻度検出値が記憶されているので、不吐出頻度検出回路１５２において、不吐出頻度検出値をすばやく決定することができる。

係数決定部１５３は、不吐出頻度検出値及び連続不吐出数が、ノズル１０８内のインクの増粘に与える影響の度合いを示す値である第１係数Ｗ１及び第２係数Ｗ２の値を決定する。ここで、第１係数Ｗ１及び第２係数Ｗ２は、それぞれ、ノズル１０８から吐出されるインクの種類及びインクジェットヘッド１の構造上の固有値等に基づいて決定される値であり、連続不吐出数及び不吐出頻度検出値がノズル１０８内のインクの増粘に大きな影響を与える場合ほど大きな値にする。

増粘度算出回路１５４は、ノズル１０８内におけるインクの増粘の程度を示す増粘度を算出する回路であり、図１０に示すように、２つの乗算器１８１、１８２と加算器１８３とを有している。乗算器１８１は、不吐出頻度検出値と第１係数Ｗ１とを掛け合わせた値を加算器１８３に出力する。乗算器１８２は、連続不吐出数と第２係数Ｗ２とを掛け合わせた値を加算器１８３に出力する。加算器１８３は、乗算器１８１、１８２から出力された値を互いに足し合わせることによって増粘度を算出し、コンパレータ１５６に出力する。つまり、増粘度算出回路１５４が増粘度を算出するに当たって行う演算には、不吐出頻度検出値と第１係数とを掛け合わせるという演算、及び、連続不吐出数と第２係数Ｗ２とを掛け合わせるという演算が含まれている。

このように、不吐出頻度検出値と連続不吐出数とに基づいてノズル１０８の増粘度を算出しているので、増粘度を正確に把握することができる。さらに、インクジェットヘッド１の温度、ノズル１０８から吐出されるインクの種類及びインクジェットヘッド１に関する製造上の固有値に基づいて決定された第１係数Ｗ１、第２係数Ｗ２をそれぞれ不吐出頻度検出値及び連続不吐出数に掛け合わせ、これらの値を足し合わせることによって増粘度を算出しているので、より正確に増粘度を把握することができる。

増粘度閾値決定部１５５は、インク滴の吐出を行わないノズル１０８において不吐出フラッシングを行うか否かを決定する基準となる増粘度閾値を決定する。コンパレータ１５６は、増粘度の値と増粘度閾値との大小を比較し、増粘度の値が増粘度閾値以上の場合には、不吐出フラッシングを行うことを示す不吐出フラッシング指示信号を波形切り替え回路１５８に出力する。

波形出力回路１５７は、個別電極１３５（圧電アクチュエータ２１）に駆動電位を付与するための駆動波形を出力する。波形出力回路１５７は、ノズル１０８からインク滴を吐出することを示す印刷信号が入力された場合には、前述した図６（ａ）に示す第１波形を個別電極１３５に出力する。

一方、ノズル１０８からインク滴を吐出しないことを示す印刷信号が入力された場合には、図６（ｂ）に示す前述した第２波形を発生させ、波形切り替え回路１５８に第２波形を出力する。波形切り替え回路１５８は、第２波形が入力されたときに、コンパレータ１５６から不吐出フラッシング指示信号が入力されている場合には第２波形を個別電極１３５に出力し、不吐出フラッシング指示信号が出力されていない場合には、個別電極１３５に駆動波形を出力しない。

制御装置１６がこのようにして、インクジェットヘッド１の動作を制御することにより、印刷時において、印刷周期毎に、ノズル１０８から印刷に必要なインク滴が吐出されるとともに、インク滴を吐出する必要がなく且つインクの増粘度が大きくなっているノズル１０８において不吐出フラッシングが行われるため、印刷中に使用される頻度が少ないノズル１０８内のインクが攪拌されてその増粘が抑制され、ノズル１０８からのインク滴の吐出遅れが生じにくくなり、記録用紙Ｐに高品位な画像を形成することができる。

以上に説明した実施の形態によると、ノズル１０８毎に、不吐出頻度検出回路１５２において、吐出履歴記憶部１７１に記憶された現在及び過去ｎ回の印刷周期における印刷信号に基づいて、ノズル１０８の増粘度を決定しているため、各ノズル１０８において増粘度を正確に把握することができる。そして、ノズル１０８内のインクの増粘度が増粘度閾値以上となったときに、波形切り替え回路１５８が、波形出力回路１５７に、第２波形をノズル１０８に対応する個別電極１３５に付与することによってノズル１０８において不吐出フラッシングが行われ、ノズル１０８内のインクが攪拌されてインクの増粘度が低下する。これにより、ノズル１０８からのインク滴の吐出遅れが生じにくくなり、記録用紙Ｐに高品位な画像を形成することができる。

また、増粘度算出回路１５４が、インクジェットヘッド１の温度、ノズル１０８から吐出されるインクの種類及びインクジェットヘッドに関する製造上の固有値に基づいて決定された第１係数Ｗ１、第２係数Ｗ２に、それぞれ不吐出頻度及び連続不吐出数を掛け合わせたものを互いに足し合わせて増粘度を算出していることにより、インクジェットヘッド１の温度、ノズル１０８から吐出されるインクの種類、インクジェットヘッド１に関する製造上の固有値を考慮して増粘度が決定されるため、より正確な増粘度を把握することができる。

また、不吐出頻度検出回路１５２が、ルックアップテーブル１７２において、現在及び過去ｎ回の印刷信号に対応する不吐出頻度検出値を記憶しているので、不吐出頻度検出回路１５２においてすばやく不吐出頻度検出値を決定することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。

例えば、本実施の形態では、第１波形及び第２波形を、パルスの高さである電位の値が同じで、パルスの幅及びパルス間隔が異なるものとしたが、第１波形を、図１１（ａ）に示すように図６（ａ）と同様の波形とし、図１１（ｂ）に示すように、第２波形を、第１波形の電位Ｖ１よりも小さい電位Ｖ２に保たれた状態から、グランド電位に保持され再び電位Ｖ２に戻るということを繰り返す、第１波形と同じパルス幅及びパルス間隔を有する波形としてもよい。この場合には、個別電極１３５に第１波形が出力されたときには、実施の形態と同様、ノズル１０８からインク滴が吐出され、個別電極１３５に第２波形が出力されたときには、電位Ｖ２の値が電位Ｖ１よりも小さいため、圧電層１４１〜１４３の変形量が小さく、ノズル１０８からインク滴が吐出されず、ノズル１０８周辺のインクが攪拌されて不吐出フラッシングが行われる。さらにより多回数にわたるインクの攪拌を行うという観点から、この電圧制御による不吐出フラッシングでも、各パルスの幅を第１波形よりも狭くしてもよい。

また、本実施の形態では、第１係数、第２係数をインクジェットヘッド１の温度、ノズル１０８から吐出されるインクの種類及びインクジェットヘッド１に関する製造上の固有値に基づいて、決定したが、第１係数及び第２係数をこれらのうちのいくつかにのみに基づいて決定してもよい。

さらに、本実施の形態では、増粘度算出回路１５４が増粘度を算出するに当たって行う演算に、不吐出頻度検出値と第１係数Ｗ１とを掛け合わせる演算、及び、連続不吐出数と第２係数Ｗ２とを掛け合わせる演算が含まれていたが、これらのうちの一方のみが含まれる演算により増粘度を算出してもよい。あるいは、増粘度を算出するに当たって行う演算に、これらのうちのいずれの演算も含まれておらず、不吐出頻度検出値及び連続不吐出数を用いた他の演算により増粘度を決定してもよい。

また、本実施の形態では、不吐出頻度検出回路１５２において、吐出履歴記憶部１７１に記憶された現在及び過去ｎ回の印刷周期における印刷信号に対応して、ルックアップテーブル１７２に記憶された不吐出頻度検出値を出力したが、これには限られず、不吐出頻度検出回路１５２において、吐出履歴記憶部１７１に記憶された現在及び過去ｎ回の印刷周期における印刷信号に基づいて、印刷信号から不吐出頻度を算出するように構成されていてもよい。

また、本実施の形態では、制御装置１６に、ノズル１０８の数に対応して、図７〜図１０に示す各部が設けられ、図７〜図１０に示す各部の各々が１つのノズル１０８からのインク滴の吐出及びこのノズル１０８における不吐出フラッシングを制御していたが、図７〜図１０に示す各部の各々が、複数のノズル１０８からのインクの吐出及びこれら複数のノズル１０８における不吐出フラッシングを制御していてもよい。この場合には、制御装置１６の各部は、複数のノズル１０８に対応して、実施の形態と同様の制御を、時間をずらして複数回行い、制御を行う毎に波形出力回路１５７から対応する個別電極１３５に第１波形又は第２波形を出力する。

また、第１波形及び第２波形を、予め電位Ｖ１の保たれた状態から、グランド電位との間で変化を繰り返す波形としたが、予めグランド電位の状態から電位Ｖ１との間で変化を繰り返す波形としてもよい。

また、本実施の形態では、ライン型のインクジェットヘッド１を有するプリンタ１０１に本発明を適用した例について説明したが、本実施の形態とは異なる構造のプリンタに本発明を適用することも可能である。

本発明の実施の形態に係るプリンタの概略構成図である。 図１のヘッド本体の平面図である。 図２の一点鎖線で囲まれた部分の拡大図である。 図３のIV−IV線断面図である。 （ａ）が図４の圧電アクチュエータ周辺の拡大図であり、（ｂ）が（ａ）の個別電極の平面図である。 図５の個別電極に出力される駆動波形を示す図であり、（ａ）がノズル１０８からインク滴を吐出する際の第１波形、（ｂ）が不吐出フラッシングを行う第２波形を示す図である。 図１の制御装置のブロック図である。 図７の連続不吐出カウンタのブロック図である。 図７の不吐出頻度検出回路のブロック図である。 図７の増粘度算出回路のブロック図である。 変形例１の図６相当の図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド
６、７ 送りローラ
８ 搬送ベルト
９ 流路ユニット
２１ 圧電アクチュエータ
１０１ プリンタ
１０５ マニホールド流路
１０５ａ 副マニホールド流路
１０８ ノズル
１１０ 圧力室
１３２ 個別インク流路
１５１ 連続不吐出カウンタ
１５２ 不吐出頻度検出回路
１５４ 像粘度算出回路
１５７ 波形出力回路
１５８ 波形切り替え回路
１７１ 吐出履歴記憶部
１７２ ルックアップテーブル

Claims (4)

1. 共通インク室から圧力室を介してノズルに至る複数の個別インク流路が形成されている流路ユニット、及び、前記圧力室にインク吐出エネルギーを付与するアクチュエータを有するインクジェットヘッドと、
   被記録媒体を前記インクジェットヘッドに対して相対移動させる移動装置と、
   前記ノズルからインク滴が吐出されるように前記アクチュエータを駆動するパルスを含む第１波形、及び、前記ノズルからインク滴が吐出されないように前記アクチュエータを駆動するパルスを含む第２波形を選択的に前記アクチュエータに出力する波形出力手段と、
   前記被記録媒体に形成される画像の印刷解像度に対応する単位距離だけ前記被記録媒体が相対移動するのに要する時間を印刷周期としたとき、直前の前記印刷周期まで連続して前記ノズルからインク滴が吐出されなかった前記印刷周期の数である連続不吐出数を前記ノズル毎にカウントする連続不吐出カウンタと、
   直前の前記印刷周期まで連続した所定数の各印刷周期において前記ノズルからインク滴が吐出されたか否かの吐出履歴を前記ノズル毎に記憶する吐出履歴記憶手段と、
   前記吐出履歴記憶手段に記憶された前記吐出履歴における前記ノズルからインク滴が吐出されなかった前記印刷周期の発生パターンに対応する不吐出頻度を前記ノズル毎に検出する不吐出頻度検出手段と、
   前記連続不吐出カウンタがカウントした前記連続不吐出数、及び、前記不吐出頻度検出手段が検出した前記不吐出頻度に基づいて、前記ノズル内のインクの増粘度を前記ノズル毎に決定する増粘度決定手段と、
   現在の前記印刷周期において、前記ノズルからインク滴を吐出させないとき、且つ、当該ノズルに関して前記増粘度決定手段が決定した増粘度が所定の値以上となったとき、前記波形出力手段に、前記第２波形を当該ノズルに対応する前記アクチュエータに出力させる波形切換手段とを備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記増粘度決定手段が前記増粘度を決定するに当たって行う演算に、前記インクジェットヘッドの温度、前記ノズルから吐出されるインクの種類及び前記インクジェットヘッドに関する製造上の固有値の少なくともいずれかに基づいて決定された第１係数を前記不吐出頻度に掛け合わせるという演算が含まれていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記増粘度決定手段が前記増粘度を決定するに当たって行う演算に、前記インクジェットヘッドの温度、前記ノズルから吐出されるインクの種類及び前記インクジェットヘッドに関する製造上の固有値の少なくともいずれかに基づいて決定された第２係数を前記連続不吐出数に掛け合わせるという演算が含まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記不吐出頻度検出手段が、前記印刷周期の発生パターン及び前記印刷周期の発生パターンに対応する前記不吐出頻度が記憶されたテーブル記憶手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。

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