JP2008036977A

JP2008036977A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2008036977A
Application number: JP2006214891A
Authority: JP
Inventors: Katsuaki Suzuki; 克明鈴木
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2026-08-07
Also published as: JP4238893B2

Abstract

【課題】インク滴の吐出遅れを抑制することによって、被記録媒体に高品位な画像を形成する。
【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ノズル内のインクの増粘度を算出する。電圧制御回路１５８が、増粘度算出回路１５４が算出した増粘度が高くなるに従って、初動電圧が高くなるような駆動波形を当該ノズルに対応する個別電極１３５に出力させるように波形出力回路１５７を制御する。
【選択図】図６

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、印刷速度の高速化が望まれている。印刷速度の高速化を図るためにはインク滴の吐出周期を短くする必要があるが、インク滴の吐出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、印刷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、印刷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、インク滴の吐出遅れを抑制することによって、被記録媒体に高品位な画像を形成することができるインクジェット記録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、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を備えている。さらに、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吐出波形を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を備えている。加えて、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るとき、前記増粘度決定手段に決定された当該ノズルに関する前記増粘度が高くなるに従って、当該ノズルからインク滴を吐出するための前記吐出波形の駆動電圧が高くなるように前記波形出力手段を制御する電圧制御手段とを備えている。

本発明によると、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、ノズルからノズル滴を吐出させるときに、電圧制御手段が、当該ノズルに関する前記増粘度が高くなるに従って、当該ノズルからインク滴を吐出するための吐出波形の駆動電圧が高くなるように波形出力手段を制御する。つまり、当該ノズル内のインクの増粘度が高くなっている場合には、対応する圧力室に付与されるインク吐出エネルギーが高くなるため、ノズルからのインク滴の吐出遅れを抑制することができる。これにより、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、本発明においては、前記電圧制御手段が、前記吐出波形の出力開始時における駆動電圧である初動電圧が最も高くなるように前記波形出力手段を制御することが好ましい。これによると、増粘したインク滴を効率よくノズルから吐出させることができる。また、初動電圧のみを高くするため、省電力化を図ることができる。

このとき、前記電圧制御手段が、前記増粘度及び前記増粘度に対応する前記初動電圧が記憶された電圧テーブル記憶手段を備えていてもよい。これによると、初動電圧を素早く決定することができる。

また、本発明においては、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てもよい。

さらに、本発明においては、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てもよい。

これらによると、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。

加えて、本発明においては、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不吐出頻度テーブル記憶手段を備えていることが好ましい。これによると、不吐出頻度を素早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（移動装置）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１３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。

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。このとき、用紙Ｐとインクジェットヘッド１の下面とは予め決められた所定の距離にある。

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（角部が丸く湾曲した菱形）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Ａｕ、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ等の金属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。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は予めグランド電位に保持されている。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には厚み方向の電界が発生する。この電界の向きが圧電層１４１の分極方向と略同じ方向であると、圧電層１４１のこの部分は厚み方向と直交する水平方向に収縮する。このとき、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変形（ユニモルフ変位）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）。ここで、駆動電位の値が大きく圧電層１４１〜１４３の変形量が大きい場合には、インクの圧力が大きく上昇するので、圧力室１１０に連通するノズル１０８から大粒のインク滴が吐出される。一方、駆動電位の値が小さく圧電層１４１〜１４３の変形量が小さい場合には、インクの圧力が大きく上昇しないので、ノズル１０８から小粒のインク滴が吐出される。つまり、インク粘度が同じなら駆動電圧が高い程、圧電アクチュエータ２１の変位量は大きくなり、より多量のインク滴が一度に吐出されることになる。

次に制御装置１６について図６〜図９を用いて説明する。図６は制御装置１６のブロック図である。図７は図６の連続不吐出カウンタ１５１のブロック図である。図８は図６の不吐出頻度検出回路１５２のブロック図である。図９は、図６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６〜図９に示す各部が設けられるが、説明を簡単にするため、図６〜図９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（波形出力手段）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６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、波形出力回路１５７及び電圧制御回路（電圧制御手段）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７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る。一方、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８に示すように、現在及び過去ｎ回の印刷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回の印刷周期における印刷信号のパターン、即ち、インク滴の吐出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（不吐出頻度テーブル記憶手段）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回の印刷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回の印刷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。なお、構造上の固有値は、圧電アクチュエータ２１毎の圧電特性、流路ユニット９の組み立て誤差や流路形成時の加工誤差等から生じる流体的特性から決められるもので、インクジェットヘッド１毎のインク吐出特性に関係している。

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９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、電圧制御回路１５８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。

波形出力回路１５７は、個別電極１５３（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。図１０は、波形出力回路１５７から出力される駆動波形を示す図である。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、ノズル１０８からインク滴を吐出させるための通常の駆動波形として、図１０（ａ）に示すような、電位Ｖ１のパルスを有する波形を発生させ、対応する個別電極１３５に出力する。このパルス波形は、一滴のインク滴を吐出する際のもので、予めグランド電位に保たれた状態から、一旦電位Ｖ１に所定時間保持され、再びグランド電位に戻るという変化を１回行っている。なお、電位Ｖ１は、個別電極１３５に印加されたときに、インクが通常の粘度にあれば所定量のインク滴が吐出されるように決められている。

電圧制御回路１５８は、増粘度算出回路１５４から出力されたノズル１０８内におけるインクの増粘度に基づいて、波形出力回路１５７が出力する駆動波形の電圧を制御する。具体的には、図１０（ｂ）に示すように、駆動波形の出力開始時における駆動電圧である初動電圧が最も高くなるように駆動波形の電圧を制御する。図１０（ｂ）は、初動電圧がＶ２（＞Ｖ１）の時、これに続く各パルスの電位の変化を模式的に示している。後発のパルスほど、電位はＶ２より低くなり、所定の時間あるいは所定のパルス数の後に電位Ｖ１に収束する。図６に示す電圧制御回路１５８は、電圧テーブル記憶部１５８ａを有しており、電圧テーブル記憶部１５８ａは、インクの増粘度、及び、各増粘度に対応する初動電圧をテーブルとして記憶する。このテーブルは、増粘度が高くなるに従って増粘度に対応する初動電圧が高くなるように設定されている。電圧制御回路１５８は、電圧テーブル記憶部１５８ａに記憶されたテーブルを参照することによって、増粘度算出回路１５４から出力された増粘度に対応する初動電圧を決定し、波形出力回路１５７がこの初動電圧を駆動電圧として出力するように制御する。初動電圧は、増粘度に対応して数段階用意されており、駆動波形は、初動電圧が高くなるに従って、電位がＶ１より高くなる時間が長くなるようになっている。電位がＶ１より高くなる時間が長くなると、通常の駆動波形が個別電極１３５に出力される場合と比較して圧電アクチュエータ２１がより大きくユニモルフ変位する時間が長くなる。これにより、圧力室１１０に付与されるインク吐出エネルギーが大きくなり、ノズル１０８内のインクの増粘度が高い場合であってもインク滴の吐出遅れが抑制される。また、インク滴の体積も通常の粘度を有するインクを吐出する場合と同等になる。

以上に説明した実施の形態によると、不吐出頻度検出回路１５２が吐出履歴記憶部１７１に記憶された吐出履歴からノズル１０８毎の不吐出頻度を検出し、増粘度算出回路１５４が、各ノズル１０８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１０８内のインクの増粘度を決定するため、各ノズル１０８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１０８からノズル滴を吐出させるときに、電圧制御回路１５８が、当該ノズル１０８に関する増粘度が高くなるに従って、当該ノズル１０８からインク滴を吐出するための駆動波形の初動電圧が高くなるように波形出力回路１５７を制御するため、当該ノズル１０８内のインクの増粘度が高くなっている場合であっても、ノズル１０８からのインク滴の吐出遅れが生じることがなく、用紙Ｐに高品位な画像を形成することができる。

特に、電圧制御回路１５８が、駆動波形の初動電圧が高くなるように波形出力回路１５７を制御するため、増粘したインク滴を効率よくノズル１０８から吐出させることができる。

さらに、電圧制御回路１５８が、電圧テーブル記憶部１５８ａを参照して初動電圧を決定するため、初動電圧を素早く決定することができる。

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により、それぞれ不吐出頻度及び連続不吐出数を補正し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において素早い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、初動電圧及びこれに続く電圧を増粘度に応じて高くする構成であったが、初動電圧のみを高くする構成としてもよい。これによって、省電力化を図ることができる。

また、本実施の形態では、第１係数Ｗ１、第２係数Ｗ２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、これらいずれの演算も含まず、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。

さらに、本実施の形態では、図１０（ａ）に示すように、１つの印刷周期において、駆動波形がグランド電位から電位Ｖ１に変化していたが、これとは逆に、図１１に示すように、予め電位Ｖ１に保たれた状態から、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してもよい。この場合、インク滴は、グランド電位から再び電位Ｖ１に戻るタイミングで吐出されるので、増粘があったときには、このグランド電位から再び戻る電位の値を図１０（ｂ）のように変化させる。つまり、予め電位Ｖ１に保たれた状態から、一旦グランド電位に所定時間保持され、再び所定の電位に戻るときに、上述の初動電圧Ｖ２が印加されるように変化する。その後に続く駆動波形では、グランド電位から復帰する電位を順次電位Ｖ１に近づけていくことなる。

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１の制御装置のブロック図である。図６の連続不吐出カウンタのブロック図である。図６の不吐出頻度検出回路のブロック図である。図６の増粘度算出回路のブロック図である。図６の波形出力回路から出力される波形を示す図であり、（ａ）が通常の駆動波形、（ｂ）が初動電圧及びこれに続く電位の変化を示す模式図である。波形出力回路から出力される波形の変形例を示す図である。

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増粘度算出回路
１５７波形出力回路
１５８電圧制御回路
１７１吐出履歴記憶部
１７２ルックアップテーブル

Claims

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吐出波形を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るとき、前記増粘度決定手段に決定された当該ノズルに関する前記増粘度が高くなるに従って、当該ノズルからインク滴を吐出するための前記吐出波形の駆動電圧が高くなるように前記波形出力手段を制御する電圧制御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。
前記電圧制御手段が、前記吐出波形の出力開始時における駆動電圧である初動電圧が最も高くなるように前記波形出力手段を制御す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。
前記電圧制御手段が、前記増粘度及び前記増粘度に対応する前記初動電圧が記憶された電圧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２に記載のインクジェット記録装置。
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１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
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１〜４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
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不吐出頻度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１〜５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。