JP2010006026A - 液体吐出装置及び液体吐出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】媒体を加熱する場合であっても適切な量の液体滴を吐出すること。
【解決手段】媒体を加熱するための加熱部と、対向する前記媒体に液体滴を吐出するためのヘッドと、前記液体滴を吐出するために前記ヘッドに印加する駆動信号を生成する駆動信号生成部であって、前記加熱部を使用しているか否かによって異なる駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備える液体吐出装置。
【選択図】図８

Description

本発明は、液体吐出装置及び液体吐出方法に関する。

インク滴をノズルから吐出させて媒体上に画像を形成するインクジェット印刷装置が普及している。このようなインクジェット印刷装置の中には、媒体に着弾した液体滴の乾燥を促進するために媒体を加熱することができるものがある。
特開昭５５−６９４６４号公報 特開昭５５−８４６７０号公報 特開昭６２−１７３２５９号公報

ところで、媒体に着弾した液体滴の乾燥を促進するために媒体を加熱する場合、この加熱の影響により吐出される液体の温度が変化してしまうことがある。液体の温度が変化すると液体の粘度も変化してしまうため、適切な量の液体滴をノズルから吐出できない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、媒体を加熱する場合であっても適切な量の液体滴を吐出することを目的とする。

上記目的を達成するための主たる発明は、
媒体を加熱するための加熱部と、
対向する前記媒体に液体滴を吐出するためのヘッドと、
前記液体滴を吐出するために前記ヘッドに印加する駆動信号を生成する駆動信号生成部であって、前記加熱部を使用しているか否かによって異なる駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
を備える液体吐出装置である。

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。

媒体を加熱するための加熱部と、
対向する前記媒体に液体滴を吐出するためのヘッドと、
前記液体滴を吐出するために前記ヘッドに印加する駆動信号を生成する駆動信号生成部であって、前記加熱部を使用しているか否かによって異なる駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
を備える液体吐出装置。
このようにすることで、媒体を加熱する場合であっても適切な量の液体滴を吐出することができる。

かかる液体吐出装置であって、前記ヘッドの温度に関連する温度情報を出力するセンサを備え、前記駆動信号生成部は、前記センサが出力した前記温度情報に基づいて波形を補正した駆動信号を生成することが望ましい。また、前記加熱部が使用されているときにおいて前記温度情報は補正され、前記駆動信号生成部は補正された温度情報に基づいて前記波形を補正した駆動信号を生成することが望ましい。また、前記加熱部が使用され前記温度情報が補正されるときにおいて、前記媒体に吐出する液体滴の吐出量が所定量を超えるか否かによって、前記温度情報の補正の方法が異なることが望ましい。また、前記温度情報の補正は、前記加熱部が設けられる位置に応じて異なる補正式が用いられて行われることが望ましい。

また、前記センサは前記ヘッドの上部に取り付けられることが望ましい。また、前記加熱部は、前記ヘッドにおける前記液体滴の吐出口に対向する位置に配置されることが望ましい。
このようにすることで、媒体を加熱する場合であっても適切な量の液体滴を吐出することができる。

媒体を加熱するための加熱部を使用しているか否かによって異なる駆動信号を生成するステップと、
前記駆動信号を前記ヘッドに印加して、該ヘッドに対向する前記媒体に液体滴を吐出するステップと、
を含む液体吐出方法。
このようにすることで、媒体を加熱する場合であっても適切な量の液体滴を吐出することができる。

＝＝＝実施形態＝＝＝
図１は、プリンタ１の全体構成のブロック図である。図２Ａは、プリンタ１の全体構成の概略図である。図２Ｂは、プリンタ１の全体構成の横断面図である。

プリンタ１は、搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０、検出器群５０、コントローラ６０、駆動信号生成回路７０、及び、プラテンヒータ８０を有する。

プリンタ１は、コントローラ６０によって各ユニット（搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０、駆動信号生成回路７０、プラテンヒータ８０）を制御する。コントローラ６０は、コンピュータ１１０から受信した印刷データに基づいて、各ユニットを制御し、用紙Ｓなどの媒体に画像を印刷する。

搬送ユニット２０は、用紙Ｓを所定の方向（以下、搬送方向という）に搬送させるためのものである。この搬送ユニット２０は、給紙ローラ２１と、搬送モータ２２と、搬送ローラ２３と、プラテン２４と、排紙ローラ２５とを有する。給紙ローラ２１は、紙挿入口に挿入された用紙Ｓをプリンタ内に給紙するためのローラである。搬送ローラ２３は、給紙ローラ２１によって給紙された用紙Ｓを印刷可能な領域まで搬送するローラであり、搬送モータ２２によって駆動される。プラテン２４は、印刷中の用紙Ｓを支持する。尚、このプラテン２４は後述するプラテンヒータ８０によって加熱されることがある。排紙ローラ２５は、用紙Ｓをプリンタの外部に排出するローラであり、印刷可能な領域に対して搬送方向下流側に設けられている。この排紙ローラ２５は、搬送ローラ２３と同期して回転する。

キャリッジユニット３０は、ヘッドを所定の方向（図において移動方向）に移動させるためのものである。キャリッジユニット３０は、キャリッジ３１と、キャリッジモータ３２とを有する。キャリッジ３１は、移動方向に往復移動可能であり、キャリッジモータ３２によって駆動される。また、キャリッジ３１は、インクを収容するインクカートリッジを着脱可能に保持している。

ヘッドユニット４０は、紙にインクを吐出するためのものである。ヘッドユニット４０は、複数のノズルを有するヘッド４１を備える。このヘッド４１はキャリッジ３１に設けられているため、キャリッジ３１が移動方向に移動すると、ヘッド４１も移動方向に移動する。そして、ヘッド４１が移動方向に移動中にインクを断続的に吐出することによって、移動方向に沿ったドットライン（ラスタライン）が用紙に形成される。尚、ヘッド４１の内部構造については後述する。

検出器群５０は、サーミスタ５１を含む。サーミスタ５１は、後述するようにヘッド４０の上部であって、キャリッジ３１内に設けられる。サーミスタ５１が取得した温度（温度情報に相当）はコントローラ６０に送られる。

コントローラ６０は、プリンタの制御を行うための制御ユニットである。コントローラ６０は、インタフェース部６１と、ＣＰＵ６２と、メモリ６３とを有する。インタフェース部６１は、外部装置であるコンピュータ１１０とプリンタ１との間でデータの送受信を行う。ＣＰＵ６２は、プリンタ全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリ６３は、ＣＰＵ６２のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶素子を有する。ＣＰＵ６２は、メモリ６３に格納されているプログラムに従って、各ユニットを制御する。

駆動信号生成回路７０は、後述するヘッド４１に含まれるピエゾ素子などの駆動素子に印加してインク滴を吐出するための駆動信号を生成する。駆動信号生成回路７０は、不図示のＤＡＣを含む。そして、コントローラ６０から送られた駆動信号の波形に関するデジタルデータに基づいて、アナログの電圧信号を生成する。また、駆動信号生成回路７０は不図示の増幅回路も含んでおり、生成された電圧信号について電力増幅を行い、駆動信号ＣＯＭを生成する。尚、駆動信号の波形については後述する。

プラテンヒータ８０は、プラテンヒータ８０上を通過する用紙Ｓを加熱するための装置である。プラテンヒータ８０は、コントローラ６０に接続されており、オンにされたときにおいて所定の温度（ここでは４５℃）になるように制御される。プラテンヒータ８０は、後述するヘッド４１に対向する位置に設けられており、プラテン２４を加熱することで、プラテン２４上を通過する用紙Ｓを加熱することができるようになっている。尚、プラテンヒータ８０は、加熱部に相当する。

コンピュータ１１０は、インストールされたプリンタドライバを介してプリンタ１に印刷する画像の印刷データを送る。印刷データは、用紙における各画素にどのようなサイズのドットを形成するかを表す画素データを含んでいる。

＜ヘッド４１について＞
図３は、ヘッド４１のうち２つのノズル群の周辺の断面図である。ここでは、図の紙面に向かう方向に複数のノズルが並ぶような２列のノズル群の断面を示している。ヘッド４１は、駆動ユニット４２と、駆動ユニット４２を収納するためのケース４３と、ケースに装着される流路ユニット４４とを備えている。

駆動ユニット４２は、複数のピエゾ素子４２１によって構成されるピエゾ素子群と、このピエゾ素子群が固定される固定板４２３と、各ピエゾ素子４２１に給電するためのフレキシブルケーブル４２４と、から構成される。各ピエゾ素子４２１は、所謂片持ち梁の状態で固定板４２３に取り付けられている。固定板４２３は、ピエゾ素子４２１からの反力を受け止め得る剛性を備えた板状部材である。フレキシブルケーブル４２４は、可撓性を有するシート状の配線基板であり、固定板４２３とは反対側となる固定端部の側面でピエゾ素子４２１と電気的に接続されている。そして、このフレキシブルケーブル４２４の表面には、ピエゾ素子４２１の駆動等を制御するための制御用ＩＣであるヘッド制御部ＨＣが実装されている。図示するように、ヘッド制御部ＨＣは、ノズル群毎に、それぞれ設けられる。

ケース４３は、駆動ユニット４２を収納可能な収納空部４３１を有する直方体ブロック状の外形である。このケース４３の先端面には上記の流路ユニット４４が接合される。この収納空部４３１は、駆動ユニット４２が丁度嵌合可能な大きさである。また、このケース４３には、インクカートリッジからのインクを流路ユニット４４に導入するためのインク供給管（不図示）も形成されている。

上記の流路ユニット４４は、流路形成基板４５と、ノズルプレート４６と、弾性板４７とを有し、流路形成基板４５がノズルプレート４６と弾性板４７に挟まれるようにそれぞれを積層して一体的に構成される。ノズルプレート４６は、ノズルが形成されたステンレス鋼製の薄いプレートである。

流路形成基板４５には、圧力室４５１及びインク供給口４５２となる空部が各ノズルに対応して複数形成される。リザーバ４５３は、インクカートリッジに貯留されたインクを各圧力室４５１に供給するための液体貯留室であり、インク供給口４５２を通じて対応する圧力室４５１の他端と連通している。そして、インクカートリッジからのインクは、インク供給管を通って、リザーバ４５３内に導入されるようになっている。

駆動ユニット４２は、ピエゾ素子４２１の自由端部を流路ユニット４４側に向けた状態で収納空部４３１内に挿入され、この自由端部の先端面が対応する島部４７３に接着される。また、固定板４２３の背面が収納空部４３１を区画するケース４３の内壁面に接着される。この収納状態でフレキシブルケーブル４２４を介してピエゾ素子４２１に駆動信号を供給すると、ピエゾ素子４２１は伸縮して圧力室４５１の容積を膨張・収縮させる。このような圧力室４５１の容積変化により、圧力室４５１内のインクには圧力変動が生じる。そして、このインク圧力の変動を利用することでノズルからインク滴を吐出させることができる。

＜駆動信号ＣＯＭについて＞
図４は、駆動信号生成回路７０によって生成される駆動信号ＣＯＭの例を説明する図である。図に示されるように、駆動信号ＣＯＭは、繰り返し周期Ｔごとに繰り返し生成される。

繰り返し周期である期間Ｔは、ノズルが１画素分移動する間の期間に対応する。例えば、印刷解像度が７２０ｄｐｉの場合、期間Ｔは、ノズルが用紙Ｓに対して１／７２０インチ移動するための期間に相当する。そして、印刷データに含まれる画素データに基づいて、期間Ｔに含まれる各区間の駆動パルスＰＳ１〜ＰＳ４をピエゾ素子４２１に印加することによって、１つの画素内に大きさの異なるインク滴が吐出され、複数階調を表現可能としている。

駆動信号ＣＯＭは、繰り返し周期における区間Ｔ１で生成される駆動パルスＰＳ１と、区間Ｔ２で生成される駆動パルスＰＳ２と、区間Ｔ３で生成される駆動パルスＰＳ３と、区間Ｔ４で生成される駆動パルスＰＳ４とを有する。

図には、駆動パルスＰＳ１の振幅がＶｈｍであることが示されている。また、図には、駆動パルスＰＳ３の振幅がＶｈｌであることが示されており、駆動パルスＰＳ４の振幅がＶｈｓであることが示されている。駆動パルスの振幅が大きいほどピエゾ素子４２１の変化量が大きいため大きなサイズのインク滴が吐出される。よって、インク滴はそれぞれの駆動パルスの振幅に応じた大きさのものが吐出される。図において、駆動パルスＰＳ３の振幅Ｖｈｌが最も大きく、次に、駆動パルスＰＳ４の振幅Ｖｈｍが大きい。そして、駆動パルスＰＳ１の振幅Ｖｈｓがその次に大きいものとなっている。

このため、小ドットの形成時には駆動パルスＰＳ４がピエゾ素子４２１へ印加される。また、中ドットの形成時には、駆動パルスＰＳ１がピエゾ素子４２１へ印加され、大ドットの形成時には、駆動パルスＰＳ３がピエゾ素子４２１へ印加される。駆動パルスＰＳ２は、メニスカスを微振動させるための微振動パルスであり、ドット無しの場合にピエゾ素子４２１へ印加される。このようにすることで、駆動パルスＰＳ４は小ドットのインク滴を吐出するための駆動パルスとなり、駆動パルスＰＳ１は中ドットのインク滴を吐出するための駆動パルスとなり、駆動パルスＰＳ３は大ドットのインク滴を吐出するための駆動パルスとなる。

＜駆動パルスの波形データについて＞
図５Ａは、駆動パルスの波形データを説明するための図である。図には、区間Ｔ１における駆動パルスＰＳ１の波形が示されている。また、駆動パルスＰＳ１の波形の各点における座標ｅ０〜ｅ７が示されている。駆動信号ＣＯＭが生成される際、コントローラ６０からは、このような駆動信号の波形に関する座標データが送られる。駆動信号生成回路７０は、送られた座標データに基づいて座標点間を補間し、各座標データの座標がつなぎ合わされた波形の駆動信号を生成する。つまり、コントローラ６０から送られる各座標データが変化させられると、これに応じて駆動信号も変化させられることとなる。

例えば、駆動パルスの振幅を大きくしたいときには、図におけるＹ２及びＹ３の値を高くし、Ｙ４及びＹ５の値を低くする。このようにすることで、駆動パルスの振幅が大きくなるので、印加されるピエゾ素子４２１の変位はより大きなものとなる。また、駆動パルスの振幅を小さくしたいときには、図におけるＹ２及びＹ３の値を小さくし、Ｙ４及びＹ５の値を高くする。このようにすることで、駆動パルスの振幅が小さくなるので、印加されるピエゾ素子４２１の変位はより小さなものとなる。そして、所望の駆動パルスを生成することができる。

ところで、本実施形態において使用されるインクは、その温度によって粘度が変化する。インクの粘度が低いとノズルからインク滴を吐出しやすくなるが、インクの粘度が高くなるとノズルからインク滴を吐出しにくい。そのため、インクの温度が異なると、同じ駆動信号をピエゾ素子４２１に印加した場合であってもインク滴の吐出量が異なることとなる。具体的には、同じ駆動信号をピエゾ素子４２１に印加した場合であっても、温度が高い（粘度が低い）と温度が低い（粘度が高い）ときより大きなサイズのインク滴が吐出されることとなる。

このように、温度によってインク滴の吐出量が異なることとなると、温度によって媒体に形成される画像が異なることとなる。これを防止するために、本実施形態では、温度に応じて異なる駆動信号が生成され、ピエゾ素子４２１に印加されるようになっている。

図５Ｂは、インク温度に応じて変化させられた駆動パルスＰＳ１を説明するための図である。図には、１５℃のときにおいて生成される駆動パルスＰＳ１と、２５℃のときにおいて生成される駆動パルスＰＳ１と、４０℃のときにおいて生成される駆動パルスＰＳ１とが示されている。図に示されるように、温度が比較的低い（１５℃）ときの駆動パルスＰＳ１の振幅は、温度が比較的高い（４０℃）のときの駆動パルスＰＳ１よりも大きくされている。このようにして温度に応じた駆動信号を生成するようになっている。そして、いずれの温度であっても均一なサイズのインク滴を吐出できるようになっている。

ここでは、区間Ｔ１における駆動パルスＰＳ１を例に説明を行ったが、他の駆動パルスＰＳ２〜ＰＳ４についても同様に、異なる温度であっても同じサイズのインク滴を吐出できるように温度に応じた駆動パルスが生成されるようになっている。そして、インクの温度に応じた駆動信号ＣＯＭを生成することができるようになっている。

＜サーミスタ温度Ｔthとノズル付近温度Ｔnzについて＞
図６は、サーミスタ温度Ｔthとノズル付近温度Ｔnzを比較するためのグラフである。図には、プラテンヒータ８０が使用されているとき（ヒータＯＮ）のときにおけるサーミスタ温度Ｔth及びノズル付近温度Ｔnzと、プラテンヒータ８０が使用されていないとき（ヒータＯＦＦ）のときにおけるサーミスタ温度Ｔth及びノズル付近温度Ｔnzとが示されている。尚、ノズル付近温度Ｔnzはノズル付近のインク温度とみることができるので、以降、本実施形態ではノズル付近温度Ｔnzをインク温度として説明する。

プラテンヒータ８０が使用されていないときにおいて、サーミスタ温度Ｔthとノズル付近温度Ｔnzはほぼ同じ温度となっている。しかしながら、プラテンヒータ８０が使用されているときにおいて、サーミスタ温度Ｔthとノズル付近温度Ｔnzとは異なる温度となっており、ノズル付近温度Ｔnzのほうがサーミスタ温度Ｔthよりも高い。これは、サーミスタ５１よりもノズルの方がプラテンヒータ８０に近い位置にあるためである。このように、プラテンヒータ８０を用いると、ノズル付近温度Ｔnzはプラテンヒータ８０からの熱の影響を受ける。そして、ノズル付近温度Ｔnzは、サーミスタ温度Ｔthから乖離した温度となる。

尚、後述するが、インク滴の吐出デューティが高い場合には、吐出するインクを介してヘッド４１の熱が多く奪われることとなる。そうすると、ノズル付近温度Ｔnzは周囲の環境温度Ｔenまで低下することも考えられる。

＜サーミスタ５１の取り付け位置について＞
図７は、サーミスタ５１の取り付け位置を説明するための図である。図において、サーミスタ５１は、ヘッド４１の上部に取り付けられることが示されている。ノズルの位置はヘッド４１の最下部であることが示されている。このとき、ノズル付近はプラテンヒータ８０により加熱されたり、インクの吐出により熱を奪われたりすることから、サーミスタ５１が取得した温度からは乖離した温度となる。

駆動信号ＣＯＭの生成では、インクの温度に基づいて駆動信号の振幅を変化させていた。よって、サーミスタ５１をノズル付近、又は、インク温度を取得できるような位置に取り付けることができれば、インクの温度に基づいて駆動信号の振幅を変化させることができるので、インクの温度に応じた駆動信号を生成することができる。しかしながら、本実施形態におけるヘッド４１では、そのような位置にサーミスタ５１を取り付けることができない事情がある。

図２Ｂを参照し、仮に、ヘッド４１の最下部にサーミスタ５１を取り付けたときについて考える。用紙Ｓは、ヘッド４１とプラテンヒータ８０との間を通過する。ヘッド４１から吐出されるインク滴の用紙Ｓ上における着弾位置の精度を高めるために、ヘッド４１のノズルと用紙Ｓとの距離は近く設定されている。そのため、用紙Ｓの先端がカールしている場合などには、用紙Ｓの先端がヘッド４１の下部に接触するとともに、サーミスタ５１に接触してしまう場合がある。また、サーミスタ５１に接触しなかった場合でも、用紙Ｓがヘッド４１とプラテン２４との間を通過できずヘッド４１の下部周辺でジャミングを生ずるおそれがある。そうすると、ジャミングした用紙Ｓが接触してサーミスタ５１が破損したり、汚れが付着して正確な温度を取得できなくなるおそれがある。あるいは、このことを防止する為に、ヘッド４１とプラテン２４の距離を大きくすると、インク滴飛行距離が長くなり、インク滴着弾位置精度が低下する。

また、ヘッド４１の内部にサーミスタ５１を取り付ける場合は、インクは導電性であるため、インクが流れる圧力室４５１、インク供給口４５２、及び、リザーバ４５３のいずれかの付近にサーミスタ５１を設ける場合、これらとの絶縁性を確保してこれらの付近へ設ける必要があり、また、信号線をヘッド内部から外部へ取り出すように設ける必要がある。よって、設置スペースの確保が必要となり、製造コストも増大する。

また、ピエゾ素子４２１は、駆動信号ＣＯＭの印加により伸縮させられるとこれに伴い熱を発生させる。そうすると、ピエゾ素子４２１の近傍にサーミスタ５１を取り付けた場合、インクの温度よりもピエゾ素子４２１の温度の影響を強く受けた温度を取得することとなってしまうことがあり、この影響を受けないように設置する必要がある。

これに対して、ヘッド４１の上部にサーミスタ５１を取り付けることは容易であり、プラテンヒータ８０を使用しない場合であれば、ヘッド４１の周囲の温度を容易に取得でき、取得した温度情報に基づいて駆動信号ＣＯＭを生成できる。

一方、ヘッド４１の上部にサーミスタを取り付けた場合に、プラテンヒータ８０を使用する場合には、プラテンヒータ８０で加熱されたヘッド４１下部の温度は、ケース４３を介してヘッド４１の上部へと伝わる。この場合、プラテンヒータ８０で加熱されたヘッド４１におけるインクの温度に関連する温度をヘッド４１の上部において取得することができる。そのため、ヘッド４１の上部にサーミスタ５１を取り付けることとすれば、プラテンヒータ８０を使用する場合も、サーミスタ温度Ｔthに基づいてノズル付近温度Ｔnz（インク温度）を推定し、インク温度に応じた駆動信号ＣＯＭを生成することができる。

よって、本実施形態において、サーミスタ５１はヘッド４１の上部に取り付けられることとしている。

＜駆動信号の補正方法について＞
本実施形態では、後述するように、プラテンヒータ８０が使用されていないときには、サーミスタ温度Ｔthがノズル付近温度Ｔnz（インク温度）として推定され駆動信号の補正が行われる。一方、プラテンヒータ８０が使用されているときにおいて後述する吐出デューティが所定デューティよりも高い場合には、サーミスタ温度Ｔthに基づいて環境温度Ｔenが推定され、推定された環境温度Ｔenをノズル付近温度Ｔnzとして駆動信号の補正が行われる。また、プラテンヒータ８０が使用されているときにおいて吐出デューティが所定デューティ以下の場合には、サーミスタ温度Ｔthに基づいて補正値Ｔoffが求められる。そして、サーミスタ温度Ｔthと補正値Ｔoffの加算値がノズル付近温度Ｔnzとして推定され、駆動信号の補正が行われる。

尚、ここでは、サーミスタ温度Ｔthに基づいてノズル付近温度Ｔnzを推定することとしているが、これはサーミスタ温度Ｔthを補正してノズル付近温度Ｔnzを求めているとみることもできる。よって、ここでは、サーミスタ温度Ｔthに基づいてノズル付近温度Ｔnzを推定することは、温度情報としてのサーミスタ温度Ｔthを補正することに相当する。

図８は、本実施形態における駆動信号の補正方法を説明するためのフローチャートである。以下、本フローチャートを参照しつつ、駆動信号の補正方法について説明する。

まず、サーミスタ５１によってサーミスタ温度Ｔthが取得され、取得されたサーミスタ温度Ｔthはコントローラ６０に送られる（Ｓ１０２）。

次に、プラテンヒータ８０が使用されているか否かについて判定される（Ｓ１０４）。プラテンヒータ８０の使用の有無はコントローラ６０によって制御されているのでコントローラ６０はこれを知ることができる。尚、ここで、プラテンヒータ８０が「使用されている」とは、プラテンヒータ８０が所定の温度（４５℃）に維持されているときをいう。

プラテンヒータ８０が使用されていない場合には、プリンタ１の内部はほぼ均一な温度となっているので、ノズル付近温度Ｔnzはサーミスタ温度Ｔthとほぼ同じ温度であるとみることができる。よって、サーミスタ温度Ｔthはそのままノズル付近温度Ｔnzとして推定される。そして、プロセスはステップＳ１０８へと進められる。

一方、プラテンヒータ８０が使用されている場合には、ノズル付近温度Ｔnzとサーミスタ温度Ｔthとは乖離している。よって、サーミスタ５１によって取得されたサーミスタ温度Ｔthに基づいて、インクの温度を推定する温度推定処理が行われる（Ｓ１０６）。

図９は、温度推定処理を示すフローチャートである。温度推定処理が呼び出されると、インクの吐出デューティが所定値よりも高いか否かについて判定される。そして、吐出デューティが所定値よりも高い場合には、取得したサーミスタ温度Ｔthに基づいて環境温度Ｔenが求められ、環境温度Ｔenがノズル付近温度Ｔnzであると推定される（Ｓ２０４）。

吐出デューティは、例えば、次のようにして求めることができる。コンピュータ１１０からプリンタ１には印刷データが送信されている。印刷データには、用紙上の各画素において、各インク色のインク滴を吐出するか否かを示す画素データが含まれている。画素データには、インク滴を吐出しないことを示すデータと、小ドット用のインク滴を吐出することを示すデータと、中ドット用のインク滴を吐出することを示すデータと、大ドット用のインク滴を吐出することを示すデータのいずれかが含まれる。

印刷データを受け取ると、コントローラ６０は、各画素についていずれのドットを形成するかを判定し、例えば、ドット無しのときには「０」、小ドットのときには「３０」、中ドットのときには「６０」、大ドットのときには「１００」の数値を割り当てる。そして、用紙１ページにおける、全ての画素の数値の合計を求める。そして、この数値を、用紙１ページあたりの吐出デューティとする。このようにすることで、用紙に対してインクの吐出量が少ない場合には吐出デューティが小さい値として得られ、インクの吐出量が多い場合には吐出デューティが大きい値として得られる。

尚、ここでは、１ページあたりの吐出デューティを求めることとしたが、所定の面積あたりの吐出デューティを求めることとしてもよい。

このようにして求められた吐出デューティはメモリ６３に記憶されており、次の用紙を印刷するときにおいて、吐出デューティが高いか否かの判定に用いられる。

図１０Ａは、サーミスタ温度Ｔthと環境温度Ｔenとの関係を示す表であり、図１０Ｂは、サーミスタ温度Ｔthと環境温度Ｔenとの関係を示すグラフである。これらの図を参照すると、サーミスタ温度Ｔthと環境温度Ｔenとの関係は、本実施形態において、Ｔen＝１．２５・Ｔth−１２．５の関係で表されることが分かる。この関係式は予め求められコントローラ６０のメモリ６３に記憶されている。そして、コントローラ６０は、取得したサーミスタ温度Ｔthに基づいて、環境温度Ｔenを求めることができるようになっている。

ここでは、サーミスタ温度Ｔthに基づいて得られる環境温度Ｔenはサーミスタ温度Ｔthよりも低い温度となるようになっている。ここでは、インクの吐出デューティが所定デューティよりも高くなっているのであるが、吐出デューティが高いとインク滴が多く吐出されるために、ヘッドから離れた場所に設置されている図示しないインクタンクから、プラテンヒータ８０の熱の影響を受けておらず環境温度Ｔenとなっているインクが、迅速にヘッドに供給されるため、ヘッド内におけるインクの温度が環境温度Ｔenとなっているからである。

このようにすることで、サーミスタ温度Ｔthに基づいて、ノズル付近温度Ｔnz（インク温度）を推定することができる。尚、このサーミスタ温度Ｔthと環境温度Ｔenとの関係を求める方法については後述する。

尚、環境温度Ｔenを取得するためのサーミスタを、プラテンヒータ８０の熱の影響を受けないプリンタ１の周囲などに別途設けることとすれば、環境温度Ｔenをサーミスタ温度Ｔthに基づいて推定する必要はない。しかしながら、本実施形態におけるプリンタ１が環境温度Ｔenを取得するための別のサーミスタを備えていないのは、部品点数を少なくしてコストを削減させるためや、条件によって複数のサーミスタの温度情報を選択して印刷装置を制御することによる制御の複雑化を避けるためである。

ステップＳ２０２において、吐出デューティが所定値以下であると判定された場合には、サーミスタ温度Ｔthと、サーミスタ温度Ｔthに基づいて得られる補正値Ｔoffとから、ノズル付近温度Ｔnzが推定される（Ｓ２０６）。ノズル付近温度ＴnzはＴnz＝Ｔth＋Ｔoffにて求められる。ここで、Ｔthはサーミスタ温度であり、Ｔoffは補正値である。

吐出デューティが低い場合には、インクの吐出を通じてヘッド４１から逃がされる熱の割合が少ない。すなわち、ヘッド４１のノズル付近の温度は、インクの吐出を通じて下げられづらく、プラテンヒータ８０からの熱の影響を強く受ける。そして、その熱はヘッド４１を伝わりサーミスタ５１に達する。よって、サーミスタ温度Ｔthは環境温度Ｔenより高い温度になる。また、サーミスタ５１はノズル付近よりもプラテンヒータ８０からは遠い位置に設けられている。そうすると、サーミスタ温度Ｔthは、ノズル付近温度Ｔnzよりも低い温度になる。つまり、この場合には、サーミスタ温度Ｔthは、環境温度Ｔenよりも高い温度であって、ノズル付近温度Ｔnzよりも低い温度となる関係にある。

図１１Ａは、サーミスタ温度Ｔthと補正値Ｔoffとの関係を示す表であり、図１１Ｂは、サーミスタ温度Ｔthと補正値Ｔoffとの関係を示すグラフである。これらの図を参照すると、サーミスタ温度Ｔthと補正値Ｔoffとの関係は一次関数で表されることがわかる。このような関係式は予め求められ、コントローラ６０のメモリ６３に記憶されている。そして、コントローラ６０は、取得したサーミスタ温度Ｔthに基づいて、補正値Ｔoffを求めることができるようになっている。

このように補正値Ｔoffを求め、これをＴnzを求める式に代入することで、サーミスタ温度Ｔthに基づいて、インクの温度を推定することができる。尚、ここで使用されるサーミスタ温度Ｔthと補正値Ｔoffとの関係を求める方法については、後述する。

このようにして、ノズル付近温度Ｔnz（インク温度）の推定が完了すると、推定した温度に基づいて駆動信号が補正される（Ｓ１０８）。推定された環境温度はコントローラ６０に送られる。コントローラ６０は、メモリ６３に環境温度ノズル付近温度Ｔnzに応じた駆動信号を生成するための座標に関するデータを記憶している。よって、コントローラ６０は、ノズル付近温度Ｔnz（インク温度）に応じた駆動信号を生成できるような座標に関するデータをメモリ６３から読み出して駆動信号生成回路７０に送る。駆動信号生成回路７０は、環境温度に応じた駆動信号ＣＯＭを生成して、ヘッドユニット４０に送る。このようにすることで、プラテンヒータ８０を使用していないときにおいて、適切なサイズのインク滴を吐出することができるようになる。

駆動信号ＣＯＭが生成されると、この駆動信号ＣＯＭがピエゾ素子４２１に印加され、ノズルからインク滴が吐出される（Ｓ１１０）。

このようにすることで、プラテンヒータ８０を使用しているときと使用していないときとで、異なる駆動信号ＣＯＭを生成して、インクの温度にかかわらず一定のサイズのインク滴を吐出することができる。

コントローラ６０では所定の時間間隔で、印刷が完了したか否かの判定を行うための割り込みが発生する（Ｓ１１２）。そして、印刷が完了したと判定されたときには、本フローを終了する。一方、印刷が完了していないと判定されたときには、再度ステップＳ１０２に戻り、サーミスタ温度Ｔthの取得を行う。このようにすることによって、印刷過程において温度の変化があった場合であっても、その温度変化に応じた駆動信号ＣＯＭを生成することができる。

尚、ここでは、温度推定処理（Ｓ１０６）において、吐出デューティに基づいて、ノズル付近温度Ｔnzの推定方法を異ならせていたが、インク流量に基づいて推定方法を異ならせてもよい。この場合も、画素データに基づいて、画素毎にどのサイズのインク滴が吐出されるかを特定する。ドットサイズによって吐出されるインク滴の量は決まっているため、どの画素にどのサイズのインク滴を吐出したかに基づいて吐出したインク滴の総量を求めることができる。このようにして求められたインク滴の総量を、この総量を吐出するのに要した時間で除することにより、単位時間あたりのインク流量を求めることができる。そして、このインク流量が所定の流量を超えている場合にはステップＳ２０４を実行し、流量が所定の流量以下の場合にはステップＳ２０６を実行するようにしてもよい。

また、インク流路や図示しないインクタンクにインク流量センサを設け、インク流量をより直接的に取得し、取得したインク流量情報に基づいてノズル付近温度の推定方法を異ならせてもよい。

また、上記の実施例では、温度推定処理（Ｓ１０６）において、吐出デューティが高いか否かによってノズル付近温度Ｔnzの推定方法を異ならせていたが、この形態に限るものではない。

例えば、吐出デューティにかかわらずいずれか一方（ステップＳ２０４又はステップＳ２０６）の方法でノズル付近温度Ｔnzを求めることとしてもよい。ノズル付近温度Ｔnz（インク温度）については、ヘッド４１の形状及びプリンタ１の内部構造等によっても、環境温度Ｔen及びプラテンヒータ８０から受ける影響度合いが異なってくる。よって、ノズル付近温度Ｔnzの推定方法については、上述の実施形態に限られず、プリンタのヘッド温度やヘッド内のインク温度がプラテンヒータ８０からの熱の影響を受ける影響度合いによって決めればよい。

図１２は、使用される媒体の種類（メディア種）とインクの種類（インク種）との関係において、選択されるプラテンヒータの温度を示す表である。図には、メディア種がフィルム、用紙（紙厚薄）、及び、用紙（紙厚厚）のときにおいて、インク種が水系インクであるときと油系インクであるときのプラテンヒータの温度が示されている。

上述の実施形態では、プラテンヒータを４５℃に設定したときについて説明したが、プラテンヒータの温度はこれに限られず、図に示されるようにメディア種とインク種の組み合わせによっては５０℃に設定するなど異なる温度に設定することとしてもよい。

尚、表に示すメディア種、インク種、及び、プラテンヒータ８０の設定温度は一例であり、プラテンヒータ８０の設定温度をこれら以外の設定温度としてもよい。また、これ以外のメディア種及びインク種を用いることとしてもよい。プラテンヒータ８０の設定温度が変わると、プラテンから遠ざかるにつれて温度が低下する程度も異なる。よって、プラテンヒータ８０の設定温度が異なることとなると、ノズル付近温度やサーミスタ温度が異なることとなるので、上述の種々の関係式や補正値も異なるものが用意されることとなる。

＜各関係式の求め方について＞
まず、前述のステップＳ２０４において使用された、サーミスタ温度Ｔthに基づいて環境温度Ｔenを求めるための関係式を求める方法について説明する。

図１３Ａは、環境温度Ｔenに対するサーミスタ温度Ｔthの変化を示す表であり、図１３Ｂは、環境温度Ｔenに対するサーミスタ温度Ｔthの変化を示すグラフである。これらの実験値を取得するにあたり、環境温度Ｔenを取得するためのサーミスタが別個用意される。そして、各環境温度のときにおいて、プラテンヒータ８０をオンにして４５℃に維持したときにおけるサーミスタ温度Ｔthを所定の時間間隔で取得する。

図を参照すると、プラテンヒータ８０をオンにしてから、約２５分程度の時間が経過すると、各環境温度に対するサーミスタ温度はほぼ定常値となることがわかる。つまり、プラテンヒータ８０を４５℃に維持したときにおいて、各環境温度に対するサーミスタの温度がほぼ一義的に決まるということになる。よって、この関係を予め記憶させておくことで、サーミスタ温度Ｔthに基づいて環境温度Ｔenを得ることができるようになる。尚、プラテンヒータ８０をオンにしてからサーミスタ温度Ｔthがほぼ定常になったときのデータを用いることとしているのは、印刷作業が開始されるのがヒータをオンにしてサーミスタ温度がほぼ定常になったときであるからである。

ここでは、サーミスタ温度Ｔthが２６℃のときの環境温度Ｔenは２０℃であり、サーミスタ温度Ｔthが３０℃のときの環境温度Ｔenは２５℃であり、サーミスタ温度Ｔthが３４℃のときの環境温度Ｔenが３０℃であり、サーミスタ温度Ｔthが３８℃のときの環境温度Ｔenは３５℃であった。これらの関係を一次関数を用いて取得していないサーミスタ温度Ｔthと環境温度Ｔenとの関係について補間することで、あるサーミスタ温度Ｔthに対する環境温度Ｔenを得ることができるようになる。

次に、前述のステップＳ２０６において使用された、サーミスタ温度Ｔthに基づいて補正値Ｔoffを求めるための関係式を求める方法について説明する。

図１４は、各環境温度に対するサーミスタ温度Ｔthとノズル付近温度Ｔnzの変化、及び、これに対する補正値Ｔnzを示す表であり、図１５は、各サーミスタ温度Ｔthとノズル付近温度Ｔnzの変化を示すグラフである。この実験値を取得するにあたり、環境温度を取得するためのサーミスタと、ノズル付近温度Ｔnzを取得するためのサーミスタとを別個用意する。そして、各環境温度のときにおいて、プラテンヒータ８０をオンにして４５度に維持したときにおけるサーミスタ温度Ｔthとノズル付近温度Ｔnzとを所定の時間間隔で取得する。なお、補正値を求めるに際しては、工程にてヘッドのノズル付近にサーミスタを設置してノズル付近温度Ｔnzを取得するが、こうして求める補正値は、同じタイプの印刷装置の制御に用いることができる。

図を参照すると、プラテンヒータ８０をオンにしてから約２５分程度の時間が経過すると、各環境温度に対するサーミスタ温度Ｔthとノズル付近温度Ｔnzはほぼ定常値となることがわかる。つまり、プラテンヒータ８０を４５℃に維持したときにおいて、各環境温度に対するサーミスタの温度とノズル付近温度がほぼ一義的に決まるということになる。ここで、温度計測を開始してから２５分以降（温度安定後）におけるサーミスタ温度Ｔthの平均値とノズル付近温度Ｔnzの平均値とを求めておく。

ところで、前述の関係式を変形すると、補正値を求める式は、Ｔoff＝Ｔnz−Ｔthとなる。この式に図１４における温度安定後のサーミスタ温度の平均値と、温度安定後の補正値の平均値を代入する。そうすることで、各サーミスタ温度における補正値を求めることができる。

ここでは、サーミスタ温度Ｔthが２６℃のときの補正値は１４であり、サーミスタ温度Ｔthが３０℃のときにおける補正値Ｔoffは１３℃であり、サーミスタ温度Ｔthが３４℃のときにおける補正値Ｔoffは９℃であり、サーミスタ温度Ｔthが３８℃のときの補正値Ｔoffが７℃であった。これらの関係を一次関数を用いて、取得していないサーミスタ温度Ｔthと補正値Ｔoffとの関係を補間することで、あるサーミスタ温度Ｔthに対する補正値Ｔoffを得ることができるようになる。

尚、ここで示したサーミスタ温度Ｔth、ノズル付近温度Ｔnz、及び、補正値Ｔoffは一例であり、印刷装置の構成によって、熱の逃げ方が異なるので、これらの数値は異なることがある。また、ここでは環境温度Ｔenによってサーミスタ温度Ｔthが変化し、環境温度Ｔen（又はサーミスタ温度Ｔth）によって補正値Ｔoffが変化する実施例となっているが、実施例はこれに限られない。例えば、ノズル付近温度Ｔnzやサーミスタ温度Ｔthが環境温度Ｔenの違いによって変化せず、常にプラテンヒータ８０より所定温度だけ低い温度になる場合には、環境温度Ｔenによって補正値Ｔoffが変わらないこととしてもよい。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
上述の実施形態では加熱部としてのヒータをプラテンヒータ８０として説明したが、ヒータは別の場所に設けられることとしてもよい。ここでは、ヒータをプラテン２４の下部に設けることとしてプラテンヒータ８０として用紙の通過点の下方に設けることとしたが、用紙Ｓの通過点の上方に設けられることとしてもよい。また、ヒータは赤外線や紫外線などのエネルギー線を照射するものや温風を媒体に当てるものであってもよい。

また、用紙Ｓの搬送方向についてよりプラテン２４の上流側にヒータを設けることとして、予め用紙Ｓを加熱するプレヒート方式を採用することとしてもよいし、用紙Ｓの搬送方向についてプラテン２４よりも下流側にヒータを設けることとして、インク滴の着弾後に用紙Ｓを加熱するポストヒート方式を採用することとしてもよいし、プラテンヒータ８０とこれらのヒータを併用するものでもよい。

上述の実施形態では、液体吐出装置としてプリンタ１が説明されていたが、これに限られるものではない。例えばキャリッジが移動する印刷装置以外にも、ヘッドが移動せず固定されているような印刷装置であってもよく、例えば、フルラインタイプのラインプリンタでも良い。また、インク以外の他の流体（液体や、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルのような流状体）を噴射したり吐出したりする液体吐出装置に具現化することもできる。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造形機、気体気化装置、有機ＥＬ製造装置（特に高分子ＥＬ製造装置）、ディスプレイ製造装置、成膜装置、ＤＮＡチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の装置に、上述の実施形態と同様の技術を適用してもよい。また、これらの方法や製造方法も応用範囲の範疇である。

上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。

＜ヘッドについて＞
前述の実施形態では、圧電素子を用いてインクを吐出していた。しかし、液体を吐出する方式は、これに限られるものではない。例えば、熱によりノズル内に泡を発生させる方式など、他の方式を用いてもよい。

プリンタ１の全体構成のブロック図である。 図２Ａは、プリンタ１の全体構成の概略図であり、図２Ｂは、プリンタ１の全体構成の横断面図である。 ヘッド４１のうち２つのノズル群の周辺の断面図である。 駆動信号生成回路７０によって生成される駆動信号ＣＯＭの例を説明する図である。 図５Ａは、駆動パルスの波形データを説明するための図であり、図５Ｂは、インク温度に応じて変化させられた駆動パルスＰＳ１を説明するための図である。 サーミスタ温度Ｔthとノズル付近温度Ｔnzを比較するためのグラフである。 サーミスタ５１の取り付け位置を説明するための図である。 本実施形態における駆動信号の補正方法を説明するためのフローチャートである。 温度推定処理を示すフローチャートである。 図１０Ａは、サーミスタ温度Ｔthと環境温度Ｔenとの関係を示す図であり、図１０Ｂは、サーミスタ温度Ｔthと環境温度Ｔenとの関係を示すグラフである。 図１１Ａは、サーミスタ温度Ｔthと補正値Ｔoffとの関係を示す表であり、図１１Ｂは、サーミスタ温度Ｔthと補正値Ｔoffとの関係を示すグラフである。 使用される媒体の種類（メディア種）とインクの種類（インク種）との関係において、選択されるプラテンヒータの温度を示す表である。 図１３Ａは、環境温度Ｔenに対するサーミスタ温度Ｔthの変化を示す表であり、図１３Ｂは、環境温度Ｔenに対するサーミスタ温度Ｔthの変化を示すグラフである。 各環境温度に対するサーミスタ温度Ｔthとノズル付近温度Ｔnzの変化、及び、これに対する補正値Ｔoffを示す表である。 各サーミスタ温度Ｔthとノズル付近温度Ｔnzの変化を示すグラフである。

符号の説明

１ プリンタ、
２０ 搬送ユニット、２１ 給紙ローラ、２２ 搬送モータ、２３ 搬送ローラ、
２４ プラテン、２５ 排紙ローラ、
３０ キャリッジユニット、３１ キャリッジ、３２ キャリッジモータ、
４０ ヘッドユニット、４１ ヘッド、４２ 駆動ユニット、４３ ケース、
４４ 流路ユニット、４５ 流路形成基板、４６ ノズルプレート、４７ 弾性板、
５０ 検出器群、５１ サーミスタ、
６０ コントローラ、６１ インタフェース部、６２ ＣＰＵ、６３ メモリ、
７０ 駆動信号生成回路、
８０ プラテンヒータ、
１１０ コンピュータ、
４２１ ピエゾ素子、４２３ 固定板、４２４ フレキシブルケーブル、
４３１ 収納空部、４５１ 圧力室、４５２ インク供給口、４５３ リザーバ、
ＨＣ ヘッド制御部

Claims (8)

1. 媒体を加熱するための加熱部と、
   対向する前記媒体に液体滴を吐出するためのヘッドと、
   前記液体滴を吐出するために前記ヘッドに印加する駆動信号を生成する駆動信号生成部であって、前記加熱部を使用しているか否かによって異なる駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
   を備える液体吐出装置。
2. 前記ヘッドの温度に関連する温度情報を出力するセンサを備え、
   前記駆動信号生成部は、前記センサが出力した前記温度情報に基づいて波形を補正した駆動信号を生成する、請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記加熱部が使用されているときにおいて前記温度情報は補正され、前記駆動信号生成部は補正された温度情報に基づいて前記波形を補正した駆動信号を生成する、請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記加熱部が使用され前記温度情報が補正されるときにおいて、前記媒体に吐出する液体滴の吐出量が所定量を超えるか否かによって、前記温度情報の補正の方法が異なる、請求項３に記載の液体吐出方法。
5. 前記温度情報の補正は、前記加熱部が設けられる位置に応じて異なる補正式が用いられて行われる、請求項３又は４に記載の液体吐出装置。
6. 前記センサは前記ヘッドの上部に取り付けられる、請求項２〜５のいずれかに記載の液体吐出装置。
7. 前記加熱部は、前記ヘッドにおける前記液体滴の吐出口に対向する位置に配置される、請求項１〜６のいずれかに記載の液体吐出装置。
8. 媒体を加熱するための加熱部を使用しているか否かによって異なる駆動信号を生成するステップと、
   前記駆動信号を前記ヘッドに印加して、該ヘッドに対向する前記媒体に液体滴を吐出するステップと、
   を含む液体吐出方法。

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