JP2010076440A

JP2010076440A - 記録装置

Info

Publication number: JP2010076440A
Application number: JP2009197054A
Authority: JP
Inventors: Yoshibumi Suzuki; 義文鈴木
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2009-08-27
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2029-08-27
Also published as: US20100053238A1; JP5146425B2; US8162426B2

Abstract

【課題】記録ヘッドの小型化を図りつつメニスカスが破壊されるのを防止する。
【解決手段】インクジェットプリンタは、印刷制御部６２、算出部６５及び予測部６６を含む制御装置１６を有している。算出部６５は、第１吐出信号供給時における、ノズルから所定時間毎に吐出される合計インク量の変化量を算出する。そして、予測部６６は、算出部６５で算出された変化量に基づいて、メニスカスを挟む圧力差が閾値を下回るか否かを予測する。閾値を下回ることを予測部６６が予測すると、ヘッド制御部６３は、周波数が第１吐出信号の１／２の第２吐出信号を生成させることを指示する制御信号をドライバＩＣ５１に出力する。さらに、搬送制御部６４は、第１搬送速度の１／２倍である第２搬送速度で用紙Ｐが搬送されるように搬送モータ１９を制御する。
【選択図】図７

Description

本発明は、液滴を吐出して記録媒体に画像を記録する記録装置に関する。

記録用紙等の記録媒体にインク滴を吐出して画像を記録するインクジェットプリンタが知られている。このプリンタに含まれるインクジェットヘッドは、インクタンクからのインクが供給される共通インク流路と、共通インク流路の出口から記録媒体にインク滴を吐出する吐出口に至る複数の個別インク流路とを有している（特許文献１参照）。

特開２００７−３０１８４４号公報（図４）

上述したインクジェットヘッドにおいては、複数の吐出口から同時にインク滴を吐出したときに、流路抵抗とインク質量に起因した慣性力とによって、個別インク流路へのインクの供給が不足することがある。これによって、共通インク流路内に大きな負圧が発生し、インク滴を吐出していない吐出口に形成されたインクと大気との境界であるメニスカスが特に壊れやすくなる。メニスカスが壊れると、当該吐出口からインク滴が正常に吐出されなくなる。そこで、流路断面積を大きくして共通インク室の流路抵抗を下げることによって、個別インク流路へのインクの供給不足を解消することが考えられる。しかしながら、共通インク流路の流路断面積を大きくすると、インクジェットヘッドが大型化してしまう。

本発明の目的は、記録ヘッドの小型化を図りつつ吐出口に形成されたメニスカスが破壊（break）するのを抑制することができる記録装置を提供することである。

本発明の記録装置は、液滴を吐出する複数の吐出口が形成された記録ヘッドと、前記記録ヘッドに対して記録媒体を相対移動させる移動機構と、各吐出口から各記録周期に吐出される液量を示す駆動データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記駆動データに基づいて、第１周波数を有する第１吐出信号を生成する第１吐出信号生成手段と、前記第１吐出信号が前記記録ヘッドに供給されたと仮定したときに前記複数の吐出口から吐出される合計液量の変化量を一定の長さを有する期間ごとに算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された一又は複数の前記変化量に基づいて、前記第１吐出信号が供給された前記記録ヘッドによる記録媒体への記録中に前記吐出口に形成されたメニスカスを挟む気液圧力差が閾値を下回るか否かを予測する予測手段と、前記記憶手段に記憶された前記駆動データに基づいて、前記第１周波数よりも小さい第２周波数を有する第２吐出信号を生成する第２吐出信号生成手段と、前記圧力差が前記閾値を下回らないと前記予測手段が予測した場合には、前記第１吐出信号が前記記録ヘッドに供給され、前記圧力差が前記閾値を下回ると前記予測手段が予測した場合には、前記第２吐出信号が前記記録ヘッドに供給されるように前記記録ヘッドへの信号供給を制御するヘッド制御手段と、前記第１吐出信号及び前記第２吐出信号のうち前記記録ヘッドに供給される方の周波数に応じた速度で記録媒体が前記記録ヘッドに対して相対移動するように、前記移動機構を制御する移動制御手段とを備えている。

本発明の記録装置は、別の観点において、記録媒体を搬送方向に搬送する搬送機構と、液滴を吐出する複数の吐出口が形成されたシリアル型の記録ヘッドと、各吐出口から各記録周期に吐出される液量を示す駆動データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記駆動データに基づいて、所定周波数を有する吐出信号を生成する吐出信号生成手段と、前記記録ヘッドを前記搬送方向と直交する方向に往復動させるキャリッジと、記録媒体が前記搬送方向に所定距離ずつ搬送されるように、前記搬送機構を制御する搬送制御手段と、前記記録ヘッドが往動及び復動の少なくともいずれか一方を終了してから逆方向への移動を開始するまでの停止時間を可変に、前記キャリッジの往復動を制御するキャリッジ制御手段と、前記搬送機構による搬送途中において停止した記録媒体に向けて前記複数の吐出口から液滴が吐出されるように、前記記録ヘッドへの前記吐出信号の供給を制御する吐出制御手段と、前記吐出信号が前記記録ヘッドに供給され且つ前記停止時間が所定時間であると仮定したときに、前記複数の吐出口から吐出される合計液量の変化量を、前記キャリッジが前記記録ヘッドを往動又は復動させるのに要する時間よりも長い一定の長さを有する期間ごとに算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された一又は複数の前記変化量に基づいて、前記吐出信号が供給された前記記録ヘッドによる記録媒体への記録中に前記吐出口に形成されたメニスカスを挟む気液圧力差が閾値を下回るか否かを予測する予測手段とを備えている。そして、前記キャリッジ制御手段は、前記圧力差が前記閾値を下回らないと前記予測手段が予測した場合には、前記停止時間が前記所定時間となり、前記圧力差が前記閾値を下回ると前記予測手段が予測した場合には、前記停止時間が前記所定時間よりも長くなるように前記キャリッジを制御する。

第１の発明によると、メニスカスを挟む気液圧力差が負の値である閾値を下回ることが予測されたときに、第１吐出信号よりも周波数が小さい第２吐出信号がヘッドに供給される。そのため、複数の吐出口から期間内に吐出される合計液量の変化量が減少するので、流路断面積を大きくしなくても、メニスカスを挟む気液圧力差が閾値を下回らない可能性が高まる。したがって、記録ヘッドの小型化を図りつつメニスカスが破壊されるのを抑制することができる。

第２の発明によると、メニスカスを挟む気液圧力差が負の値である閾値を下回ることが予測されたときに、閾値を下回らないときよりも往動・復動の切換時における記録ヘッドの停止時間が長くなる。そのため、キャリッジが記録ヘッドを往動又は復動させるのに要する時間よりも長い期間内に複数の吐出口から吐出される合計液量の変化量が減少するので、流路断面積を大きくしなくても、メニスカスを挟む気液圧力差が閾値を下回らない可能性が高まる。したがって、記録ヘッドの小型化を図りつつメニスカスが破壊されるのを抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るインクジェットプリンタの側面図である。図１に描かれたヘッド本体の平面図である。図３は、図２に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図３に示すIV−IV線に沿った断面図である。インクジェットヘッドに含まれるアクチュエータユニットの部分断面図である。図１に示す制御装置の機能ブロック図である。吐出口にメニスカスが形成されている様子を示す、ノズルプレートの模式的な断面図である。第１吐出信号及び第２吐出信号の波形を描いたグラフである。インクジェットヘッドに第１吐出信号が供給されたときに、全吐出口から吐出される合計インク量の変化を表したグラフである。副マニホールド流路及び個別インク流路内でのインク圧力の変化例を示すグラフである。インクジェットヘッドに第２吐出信号が供給されたときに、全吐出口から吐出される合計インク量の変化を表したグラフである。本発明の第１の実施の形態の変形例３に関する、全吐出口から吐出される合計インク量の変化を表したグラフである。本発明の第２の実施の形態に係るインクジェットプリンタの斜視図である。図１３に示す制御装置の機能ブロック図である。本発明の第２の実施の形態におけるキャリッジの移動速度を示したグラフである。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態に係るインクジェットプリンタ１０１は、図１に示すように、互いに異なる４色のインク（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のいずれかをそれぞれ吐出する４つのインクジェットヘッド１を有するカラーインクジェットプリンタである。インクジェットプリンタ１０１は、図中左方に給紙トレイ１１を、図中右方に排紙トレイ１２をそれぞれ有している。

インクジェットプリンタ１０１の内部には、給紙トレイ１１から排紙トレイ１２に向かって記録媒体としての用紙Ｐが搬送される搬送経路が形成されている。給紙トレイ１１のすぐ下流には、用紙を狭持しつつ搬送する一対の送りローラ５ａ、５ｂが配置されている。一対の送りローラ５ａ、５ｂは、用紙Ｐを給紙トレイ１１から図中右方に送り出す。

一対の送りローラ５ａ、５ｂによって送り出された用紙Ｐは、搬送機構１３に供給される。搬送機構１３は、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７の間に架け渡されるように巻回されたエンドレスの搬送ベルト８と、搬送ベルト８によって囲まれた領域内において４つのインクジェットヘッド１と対向する位置に配置されたプラテン１５とを含む。

用紙搬送経路の中間部には、搬送機構１３が設けられている。この搬送機構１３は、２つのベルトローラ６，７と、搬送ベルト８と、プラテン１５と、搬送モータ１９（図７参照）とを含む。搬送モータ１９がベルトローラ６を時計回りに回転させることによって、搬送ベルト８が時計回りに回転する。これにより、搬送ベルト８は、粘着性を有するその外周面に押さえ付けられた用紙Ｐを保持しつつ排紙トレイ１２に向けて搬送する。

４つのインクジェットヘッド１は、用紙Ｐの搬送方向つまり副走査方向に沿って並べられており、搬送経路と対向する位置に固定されている。つまり、このインクジェットプリンタ１０１は、ライン式プリンタである。４つのインクジェットヘッド１は、その下端にヘッド本体２をそれぞれ有している。ヘッド本体２は、主走査方向つまり搬送方向に直交した方向に長尺な直方体形状となっている。ヘッド本体２の底面は、搬送ベルト８の外周面のうち上側に位置する搬送面に対向する吐出面２ａとなっている。搬送ベルト８によって搬送される用紙Ｐが４つのヘッド本体２のすぐ下方を順に通過する際に、この用紙Ｐの上面すなわち印刷面に向けて吐出面２ａから各色のインク滴が吐出される。これにより、用紙Ｐに所望のカラー画像が形成される。以上の給紙、画像形成、排紙という一連の動作は、制御装置１６によって、互いに同期するように行われる。

次に、図２〜図５を参照しつつ、ヘッド本体２について説明する。なお、図３において、図面を分かりやすくするために、実線で描くべきアクチュエータユニット２１を二点鎖線で描いていると共に、破線で描くべき吐出口１０８、圧力室４及びアパーチャ１２を実線で描いている。

ヘッド本体２には、インクを供給するリザーバユニット（図示せず）などが組み付けられる。このようにして、インクジェットヘッド１が構成されている。インクジェットヘッド１には、制御装置１６の一部であるドライバＩＣ５１（図７参照）が接続されている。ドライバＩＣ５１は、アクチュエータユニット２１に供給される第１及び第２吐出信号のいずれかを選択的に生成する。ドライバＩＣ５１には、温度センサ５１ａ（図７参照）が内蔵されている。ドライバＩＣ５１は、流路ユニット９にインクを供給するリザーバユニットに熱的に結合されている。

ヘッド本体２は、図２に示すように、流路ユニット９、及び、流路ユニット９の上面９ａに固定された４つのアクチュエータユニット２１を含んでいる。アクチュエータユニット２１は、流路ユニット９に形成された複数の圧力室１１０に対向して設けられた複数の個別電極１３５を含んでおり、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。

流路ユニット９の上面９ａには、計１０個のインク供給口１０５ｂが開口している。流路ユニット９の内部には、インク供給口１０５ｂを一端とする複数のマニホールド流路１０５、及び、マニホールド流路１０５から分岐した複数の副マニホールド流路１０５ａが形成されている。副マニホールド流路１０５ａは、主走査方向に細長く形成されている。１つのマニホールド流路１０５は、２つ又は４つの副マニホールド流路１０５ａに分岐している。平面視において、各アクチュエータユニット２１は、４つの副マニホールド流路１０５ａと重なっている。流路ユニット９の下面は、図４に示すように、ノズルの開口である吐出口１０８がマトリクス状につまり２次元的且つ規則的に配列された吐出面２ａとなっている。流路ユニット９の上面には、複数の圧力室１１０がマトリクス状に配列されている。１つの吐出口１０８は、用紙Ｐに形成される画像において搬送方向に沿った複数のドットに対応している。

本実施の形態では、流路ユニット９の上面において、複数の圧力室１１０が主走査方向に延びた互いに平行な１６個の圧力室列を構成している。各圧力室列に含まれる圧力室１１０の数は、アクチュエータユニット２１の外形形状に対応して、その長辺に近いものほど多く、短辺に近いものほど少ない。吐出面２ａにおいては、複数の吐出口１０８が、複数の圧力室１１０と同様に配置されている。

図４に示すように、流路ユニット９は、ステンレス鋼などの金属製のプレート１２２〜１３０から構成されている。これらプレート１２２〜１３０は、主走査方向に長尺な矩形状の平面を有する。これらプレート１２２〜１３０を互いに位置合わせしつつ積層することによって、プレート１２２〜１３０に形成された貫通孔が連結され、流路ユニット９内に、マニホールド流路１０５、副マニホールド流路１０５ａ、そして副マニホールド流路１０５ａの出口から圧力室１１０を経て吐出口１０８に至る複数の個別インク流路１３２が形成されている。

流路ユニット９におけるインクの流れについて説明する。リザーバユニットからインク供給口１０５ｂを介して流路ユニット９内に供給されたインクは、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａに分岐される。副マニホールド流路１０５ａ内のインクは、各個別インク流路１３２に流れ込み、絞りとして機能するアパーチャ１１２及び圧力室１１０を介して吐出口１０８に至る。

次に、アクチュエータユニット２１について説明する。図２に示すように、４つのアクチュエータユニット２１は、それぞれ台形の平面形状を有している。これらは、インク供給口１０５ｂを避けるようジグザグに配置されている。さらに、各アクチュエータユニット２１の平行対向辺は流路ユニット９の長手方向に沿っており、隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺同士は流路ユニット９の幅方向つまり副走査方向に沿って互いにオーバーラップしている。

アクチュエータユニット２１は、各圧力室１１０に対向した複数のアクチュエータを含んでいる。各アクチュエータは、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する。具体的には、アクチュエータユニット２１は、図５に示すように、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３枚の圧電層１４１〜１４３から構成されている。最上層の圧電層１４１の上面における圧力室１１０に対向する位置には、個別電極１３５が形成されている。最上層の圧電層１４１とその下側の圧電層１４２との間にはシート全面に形成された共通電極１３４が介在している。個別電極１３５は、圧力室１１０と相似な略菱形の平面形状を有する。平面視で、個別電極１３５の大部分は、圧力室１１０の領域内にある。略菱形の個別電極１３５における鋭角部の一方は圧力室１１０の外に延出され、その先端には個別電極１３５と電気的に接続された、円形で個別電極１３５よりも厚いランド１３６が設けられている。

共通電極は、ドライバＩＣ５１から与えられた信号によって、すべての圧力室１１０に対応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。一方、複数の個別電極１３５は、ランド１３６及び配線を介してドライバＩＣ５１の複数の端子のいずれかとそれぞれ個別に電気的に接続されている。そのため、ドライバＩＣ５１は、所望の一又は複数の個別電極１３５だけに第１又は第２吐出信号を供給することができる。このように、アクチュエータユニット２１において、個別電極１３５と圧力室１１０とで挟まれた部分が、個別のアクチュエータとして働く。つまり、圧力室１１０の数と同数の複数のアクチュエータが４つのアクチュエータユニット２１に構成されている。

ここで、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。圧電層１４１はその厚み方向に分極されている。これに対して、圧電層１４２、１４３は自発的には変形しない非活性層である。圧電層１４１〜１４３は圧力室１１０を区画するキャビティプレート１２２の上面に固定されている。そのため、個別電極１３５を共通電極１３４と異なる電位にして圧電層１４１に対してその分極方向に電界を印加すると、圧電層１４１における電界印加部分が圧電効果により歪む活性部として働く。活性部は、電界と分極の方向とが同じときには、厚み方向に伸張し面方向に収縮する。ここで、圧電層１４１における電界印加部分とその下方の圧電層１４２、１４３との間で面方向への歪み量に差が生じると、圧電層１４１〜１４３全体が圧力室１１０に向かって凸になるようにユニモルフ変形する。これにより圧力室１１０内のインクに圧力つまり吐出エネルギーが付与され、圧力室１１０内に圧力波が発生する。そして、発生した圧力波が圧力室１１０から吐出口１０８まで伝播することによって吐出口１０８からインク滴が吐出される。

本実施の形態においては、予め個別電極１３５に所定の電位を付与しておき、吐出要求があるごとに一旦個別電極１３５にグランド電位を付与し、その後所定のタイミングにて再び所定の電位を個別電極１３５に付与するような吐出信号をドライバＩＣ５１から出力する。この場合、個別電極１３５がグランド電位になるタイミングで、圧力室１１０内のインクの圧力が降下して副マニホールド流路１０５ａから個別インク流路１３２へとインクが吸い込まれる。その後、再び個別電極１３５を所定の電位にしたタイミングで、圧力室１１０内のインクの圧力が上昇し、吐出口１０８からインク滴が吐出される。つまり、個別電極１３５に矩形のパルスを付与する。このパルス幅は、圧力室１１０内において圧力波が副マニホールド流路１０５ａの出口から吐出口１０８の先端まで伝播する時間長さであるＡＬ（Acoustic Length）に等しい。そうすることによって、反射により位相反転して戻ってきた正圧の圧力波と新たにアクチュエータユニット２１から加えられる正圧とが圧力室１１０内で重ね合わさるため、圧力室１１０内のインクに大きな圧力を加えることができる。

本実施の形態において、各印刷周期内に吐出口１０８から吐出されるインク量は、ゼロ、小量（４ｐｌ）、中量（８ｐｌ）、大量（１２ｐｌ）の４種類のいずれかとされている。吐出されるインク量は、１印刷周期内に個別電極１３５に付与されるパルス数によって決定される。具体的には、１印刷周期内に個別電極１３５に付与されるパルス数は、小量の場合には”１”、中量の場合には”２”、大量の場合には”３”である。なお、印刷周期は、副走査方向の印刷解像度に対応する単位距離つまり最小ドット間隔だけ用紙が搬送されるのに要する時間として定義される。

吐出口１０８にはインクと大気との境界であるメニスカスが形成されている。メニスカスを挟む気液圧力差Ｐｄ（以下単に”圧力差Ｐｄ”と称する）について考察する。本実施の形態では、アクチュエータが非駆動状態又は停止状態にあるとき、メニスカスの大気側の圧力Ｐｏよりインク側の圧力Ｐｉの方が若干小さくなっている。そのため、図６に示すように、メニスカス１０９には水頭圧、つまり鉛直方向に関する吐出口１０８の位置とインクタンク内のインクの液面位置との差によって発生する圧力に相当する負圧が印加されるため、メニスカス１０９は吐出口１０８の内側に向かって凸となるように湾曲している。さらに、アクチュエータの駆動によってインク滴が吐出され、個別インク流路１３２へのインクの補給が間に合わなければ、メニスカス１０９は吐出口１０８の内側に向かってより一層凸となるように変形する。

メニスカス耐圧Ｐは、以下の式で表される。
Ｐ＝４σ・ｃｏｓθ／ｄ
σ：インクの表面張力
θ：吐出口１０８におけるインクの接触角
ｄ：吐出口１０８の直径
インクの表面張力σは、インクの粘度が高くなるに伴って大きくなる。インクの粘度はインク温度Ｔが高くなるに伴って低下する。したがって、メニスカス耐圧Ｐはインク温度Ｔが高くなるに伴って低くなる。

メニスカスのインク側の圧力Ｐｉは、以下の式で表される。
Ｐｉ＝Ｐ０＋ΔＰ
Ｐ０：水頭圧
ΔＰ：圧力損失
圧力損失ΔＰは、以下の式で表される。
ΔＰ＝Ｑ・Ｒ
Ｑ：吐出口１０８から吐出されるインク量
Ｒ：インクタンクから吐出口１０８に至るまでのインク流路における流路抵抗
さらに、流路抵抗Ｒは、インク流路の流路断面形状とインク粘度μとによって決定される。また、インク粘度μはインク温度Ｔによって変化する。したがって、圧力差Ｐｄ（＝Ｐｉ−Ｐｏ）は、定常状態では、吐出口１０８から吐出されるインク量Ｑとインク温度Ｔとによって変化する。

次に、制御装置１６について図７を参照しつつ詳細に説明する。図７においては、図面を簡略化するために、４つのインクジェットヘッド１のうちの１つだけが制御装置１６に接続されているように描かれている。

図７に示すように、制御装置１６は、印刷データ記憶部６１、印刷制御部６２、算出部６５、及び、予測部６６を有している。

印刷データ記憶部６１は、図示しないホストコンピュータから転送された印刷データを記憶する。印刷データには、用紙Ｐに印刷されるべき画像に関する画像データが含まれる。画像データは、後述のヘッド制御部６３がアクチュエータユニット２１を駆動するために用いられる駆動データの形式となっている。駆動データは、各吐出口１０８から各印刷周期に吐出されるインク量がゼロ、小量、中量、大量の４種類のいずれかであるかを示している。

印刷制御部６２は、ヘッド制御部６３及び搬送制御部６４を有している。ヘッド制御部６３は、駆動データと、第１吐出信号及び第２吐出信号のいずれを生成するかを指示する制御信号とをドライバＩＣ５１に出力する。ドライバＩＣ５１は、第１吐出信号の生成を制御信号が指示している場合には、駆動データに基づいて、周期Ｓ１（第１周波数ｆ１）を有する第１吐出信号を生成する。ドライバＩＣ５１は、第２吐出信号の生成を制御信号が指示している場合には、駆動データに基づいて、周期Ｓ２（第２周波数ｆ２）を有する第２吐出信号を生成する。ヘッド制御部６３が出力する制御信号がいずれの吐出信号の生成を指示しているかは、予測部６６が出力する信号によって変更される。第１吐出信号は、その周期Ｓ１が５０μｓｅｃ（周波数２０ｋＨｚ）の信号であって、１周期内に０、１、２又は３個のパルスを含んでいる。図８Ａに、一例として、１周期内に３個のパルスを含む第１吐出信号を示す。第２吐出信号は、後述するように、その周波数ｆ２が可変となっている。第２吐出信号は、例えばその周期Ｓ２が１００μｓｅｃ（周波数１０ｋＨｚ）の信号であってよく、１周期内に０、１、２又は３個のパルスを含んでいる。図８Ｂに、一例として、１周期内に３個のパルスを含む第２吐出信号を示す。周期Ｓ１，Ｓ２は、プリンタ１０１の印刷周期に等しい。

搬送制御部６４は、ドライバＩＣ５１が生成する吐出信号の周期（Ｓ１又はＳ２）に応じた速度で用紙Ｐが搬送されることを指示する制御信号を搬送モータ１９に出力する。具体的には、搬送制御部６４は、ドライバＩＣ５１が第１吐出信号を生成するときには、第１搬送速度で用紙Ｐが搬送されるように搬送モータ１９を制御し、ドライバＩＣ５１が第２吐出信号を生成するときには、第１搬送速度のｆ２／ｆ１倍である第２搬送速度で用紙Ｐが搬送されるように搬送モータ１９を制御する。

算出部６５は、第１吐出信号がヘッド１に供給されたと仮定したときに、ヘッド１に設けられた複数の吐出口１０８から吐出される合計インク量の変化量を、一定の長さを有する期間ごとに順次算出する。算出対象となる吐出口１０８は、ヘッド１にあるすべての吐出口１０８である。本実施の形態では、算出部６５は、変化量を、印刷周期の自然数倍である連続した２つの期間内にすべての吐出口１０８から吐出される合計インク量同士の差分（当該期間での合計インク量−直前の期間での合計インク量）として順次算出する。本実施の形態では、１期間は、用紙Ｐを搬送方向にｎ等分した長さを搬送速度で割って得られる時間に等しい。つまり、算出部６５は、用紙１枚当たりｎ個の変化量ΔＶを算出する。１期間は、一例として、印刷周期Ｓの２〜９倍の長さである。

予測部６６は、圧力差Ｐｄ（Ｐｄ＝Ｐｉ−Ｐｏ）が負の値である閾値ｋを下回る超過状態になるか否かを予測する。ここで、閾値ｋは、その絶対値がメニスカス耐圧未満の値となるように決定されている。本発明者の知見によると、定常状態を除く非定常状態では、複数の吐出口１０８から吐出される合計インク量の変化率が大きいほど、圧力差Ｐｄの極小値が閾値ｋを下回る可能性が高くなる。さらに詳しくは、前記期間ごとに算出された一又は複数の合計インク量の変化量のうちの所定個以上が所定値を超えるときに、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回る可能性が高くなることが本発明者によって見出された。上述した所定個、所定値及び期間の三者間には相関があり、合計インク量の変化が単調増加であるとき、期間を長くするほど所定個は少なくなり、所定値は大きくなる。本実施の形態では、所定個が１で、所定値がＸ1となるように定められた期間をＵと表すものとする。すなわち、予測部６６は、算出部６５により期間Ｕごとに算出されたｎ個の変化量ΔＶのうちの少なくとも１つが所定値Ｘ1を超えているときに、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測する。

圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回らないことを予測部６６が予測すると、ヘッド制御部６３は、ドライバＩＣ５１に第１吐出信号を生成させることを指示する制御信号を出力する。圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ることを予測部６６が予測すると、ヘッド制御部６３は、ドライバＩＣ５１に第２吐出信号を生成させることを指示する制御信号を出力する。

上述したようにメニスカス耐圧Ｐはインク温度Ｔが高くなるに伴って低くなる。予測部６６は、インク温度Ｔと所定値Ｘ1とを対応付けたテーブルを有しており、予測部６６は、このテーブルを参照して、インク温度Ｔが高くなるに連れて所定値Ｘ1を小さくする。予測部６６は、ドライバＩＣ５１内の温度センサ５１ａの出力信号から流路ユニット９内のインクの温度Ｔを算出している。一変形例として、インク温度Ｔに拘わらず所定値Ｘ1を一定値としてもよい。

ここで、一例として、１つの吐出口１０８を除く他のすべての吐出口１０８から、上述した４種類のインク量のうちの大量（１２ｐｌ）のインクが、一枚の用紙Ｐへの印刷中のすべての印刷周期に亘って連続して吐出される場合について考察する。

この場合、図９に示すように、用紙Ｐへの吐出開始時刻ｔ０から始まる全期間Ｕにおいて吐出される合計インク量はＶ1で一定である。したがって、最初の期間Ｕ1での変化量ΔＶは、Ｖ1となる。そして、次の期間Ｕ2から最後の期間Ｕnまでの各期間での変化量ΔＶは０である。なお、さらにその次の期間での変化量ΔＶは、−Ｖ1となる。

図１０は、合計インク量が図９に示されるように変化する場合における、圧力差Ｐｄの変化の様子を示した実測に基づいて示したグラフである。図１０には、ｎ個の期間Ｕを、順番にＵ1、Ｕ2、…、Ｕnで表している。図１０に示すように、圧力差Ｐｄは、副マニホールド流路１０５ａや個別インク流路１３２へのインクの供給が不足気味となるために吐出開始と共に急激に低下し始め、時刻ｔ１で−２．０ｋＰａを下回る。そして、時刻ｔ２で極小値−３．０ｋＰａに達した後、時刻ｔ２から時刻ｔ３まで圧力差Ｐｄは急増する。すなわち、時刻ｔ０から時刻ｔ３まではインクの流れが安定しない非定常状態となっている。時刻ｔ３以降は、吐出口１０８から吐出されるインクの量とインクタンクから個別インク流路１３２に供給されるインクの量とに釣り合いが生じて定常状態となって圧力差Ｐｄは−１．０ｋＰａ程度に維持され、印刷終了の時刻ｔ４に０に戻る。

仮に吐出口１０８のメニスカス耐圧Ｐが−３．０ｋＰａであれば、時刻ｔ２付近において、インクを吐出していない吐出口１０８に形成されたメニスカスが破壊される可能性がある。そこで、本実施の形態では、余裕を見て、閾値ｋが−２．０ｋＰａであるとして所定値Ｘ1が決定されている。

詳細には、所定値Ｘ1は、閾値ｋが以下のような値であるとして決定されることが好ましい。吐出口１０８からのインク滴の吐出開始からある程度の時間が経過すると、図１０の時刻ｔ３〜時刻ｔ４間におけるように、吐出口１０８から吐出されるインク量と、副マニホールド流路１０５ａ及び個別インク流路１３２へのインクの補給量とが釣り合う定常状態となる。所定値Ｘ1は、閾値ｋが、この定常状態での圧力差Ｐｄ（−１．０ｋＰａ）よりも小さく、かつ、メニスカス耐圧Ｐ（−３．０ｋＰａ）よりも大きい値であるとして決定される。このようにすることで、メニスカスの破壊を抑制しつつ、不必要に第１吐出信号を第２吐出信号に変更する必要がなくなって、１枚の用紙Ｐに対する印刷期間が長くなるのを防止することができる。

算出部６５は、図９及び図１０の例に当て嵌めると、期間Ｕ1において変化量ΔＶとしてＶ1を算出し、その後期間Ｕnまでの各期間では変化量ΔＶとして０を算出する。予測部６６は、算出部６５が算出したｎ個の変化量ΔＶのそれぞれが所定値Ｘ1を超えているか否かを判断する。本実施の形態では、期間Ｕ1に算出された変化量Ｖ1だけが所定値Ｘ1を超えているとする（Ｖ1＞Ｘ1）。上述したように本実施の形態では所定個が１であるので、予測部６６は、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測する。

ヘッド制御部６３は、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回らないと予測部６６が予測した場合には、第１吐出信号の生成を指示する制御信号をドライバＩＣ５１に供給し、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測部６６が予測した場合には、第２吐出信号の生成を指示する制御信号をドライバＩＣ５１に供給する。さらに、ヘッド制御部６３は、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測部６６が予測した場合には、算出部６５における算出結果を参照して、第２吐出信号がヘッド１に供給されたと仮定したときに、期間Ｕごとに複数の吐出口１０８から吐出される合計インク量の変化量が１つも所定値Ｘ1を超えないように、第２周波数ｆ２を決定する。ヘッド制御部６３は、算出部６５が算出した変化量ΔＶが大きくなるほど第２周波数が小さくなるように、第２周波数を決定する。変化量ΔＶと第２周波数との関係は、予めヘッド制御部６３に格納されている。ヘッド制御部６３は、第２周波数を示す信号を制御信号と共にドライバＩＣ５１に供給する。

上述のように決定された第２周波数が第１周波数の１／２である場合、図１１に示すように、用紙Ｐへの吐出開始時刻ｔ０から始まる期間Ｕ1内に吐出される合計インク量はＶ1／２となる。したがって、期間Ｕ1での変化量ΔＶは、Ｖ1／２となる。そして、次の期間Ｕ2から最後の期間Ｕnまでの変化量ΔＶは０である。なお、さらにその次の期間での変化量ΔＶは、−Ｖ1／２となる。この場合、Ｖ1／２＜Ｘ1であり、どの期間Ｕに算出された変化量ΔＶも所定値Ｘ1を超えていない。このとき搬送制御部６４は、第１搬送速度の１／２倍である第２搬送速度で用紙Ｐが搬送されるように搬送モータ１９を制御するので、用紙Ｐへの印刷に要する時間が、図９に示す第１吐出信号がヘッド１に供給される場合の２倍になる。

以上説明したように、本実施の形態によると、メニスカスを挟む圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ることを予測部６６が予測したときに、第１吐出信号よりも周波数が小さい第２吐出信号がヘッド１に供給される。そのため、複数の吐出口１０８から吐出される合計インク量の変化量がどの期間Ｕ内においても所定値Ｘ1以下に減少するので、流路断面積を大きくしなくても、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回らない。したがって、ヘッド１の小型化を図りつつメニスカスが破壊されるのを防止することができる。

また、予測部６６は、１枚の用紙Ｐへの印刷中のｎ個の期間Ｕ毎に算出された変化量ΔＶが１つでも所定値Ｘ1を超えると圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測する。そして、この予測を受けて、ヘッド制御部６３は、ヘッド１に第２吐出信号が供給されるようにする。そのため、どの期間Ｕにおいても圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ることがなくなり、メニスカスが破壊されるのを確実に防止することができる。

加えて、予測部６６は、インク温度Ｔが高くなるに連れて所定値Ｘ1を小さくするので、インク温度Ｔの上昇に伴ってインク粘度μが低下した場合においても、メニスカスが破壊されるのを防止することができる。

＜変形例１＞
上述した第１の実施の形態では、第２周波数を可変としているが、第２周波数は第１周波数よりも小さい固定値であってもよい。この場合、たとえ第２周波数が合計インク量の変化量の少なくとも１つを所定値Ｘ1を超えたものとするとしても、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回る可能性が高くなって、メニスカスが破壊されるのが抑制される。

＜変形例２＞
また、上述した第１の実施の形態では、ｎ個の変化量ΔＶのうちの少なくとも１つが所定値Ｘ1を超えているときに圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測部６６が予測するが、ｎ個の変化量ΔＶのうちの２以上の個数が所定値Ｘ1（第１所定値）を超えているときに圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測部６６が予測してもよい。この比較基準となる個数（第１所定個）は、上述したように、期間の長さに応じて変わるものだからである。

＜変形例３＞
上述した第１の実施の形態では、予測部６６は、ｎ個の変化量ΔＶだけを用いて予測を行っている。しかし、図１０からも理解できるように、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回るか否かの判断は、変化量ΔＶに加えて、一定量以上のインクが連続して吐出され続けた時間（持続時間）を考慮した方が、精度よく行うことができる。この観点から、本変形例では、予測部６６は、算出部６５によって算出されたｎ個の変化量ΔＶのうちの第１所定個が第１所定値を超え、且つ、第１所定値を超えていた変化量ΔＶが第１所定値以下となったときにおける当該期間を最初とした連続した第２所定個の期間に亘って、複数の吐出口１０８から吐出される合計インク量が第２所定値を超えるときに、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測する。

本変形例を、第１所定個が１、第１所定値がＸ1、第２所定個が２、第２所定値がＶaである場合について、図９及び図１２を参照して説明する。図９に示すようなパターンで吐出が行われる場合には、期間Ｕ1での変化量ΔＶ（＝Ｖ1）が第１所定値Ｘ1を超えており、期間Ｕ2以降では長時間に亘って合計インク量が第２所定値Ｖaよりも大きいＶ1で一定となり、変化量ΔＶが第１所定値Ｘ1以下の０である。このように、期間Ｕ2を最初とした連続した２以上の期間に亘って合計インク量が第２所定値Ｖaを超えているので、予測部６６は、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測することになる。

図１２に示す吐出パターンにおいて、期間Ｕ1における合計インク量はＶ1であり、変化量ΔＶ（＝Ｖ1）は第１所定値Ｘ1を超えている。期間Ｕ2以降では長時間に亘って合計インク量が第２所定値Ｖaよりも小さいＶ2で一定となり、期間Ｕ2での変化量ΔＶが第１所定値Ｘ1以下のＶ1−Ｖ2で、期間Ｕ3以降の変化量ΔＶが０である。このように、期間Ｕ2を最初とした連続した２以上の期間のいずれにおいても合計インク量が第２所定値Ｖaを超えていない。よって、このパターンで吐出が行われる場合、予測部６６は、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回らないと予測することになる。

第１所定個、第１所定値、第２所定個、及び、第２所定値は、これらの複数の組み合わせについて行われた実験に基づいて、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回るか否かという観点から最適なものが予め決められているものとする。

＜変形例４＞
別の変形例として、算出部６５は、第１吐出信号がヘッド１に供給されたと仮定したときに、各副マニホールド流路１０５ａに関して、当該副マニホールド流路１０５ａに接続された複数の吐出口１０８から吐出される合計インク量の変化量ΔＶを期間Ｕごとに順次算出してもよい。この場合、予測部６６は、算出部６５によって各副マニホールド流路１０５に関して算出された一又は複数の変化量ΔＶのうち少なくとも１つが第１所定値を超えるときに、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測する。本変形例において、各副マニホールド流路１０５に関して算出される変化量ΔＶの平均値は上述した第１の実施の形態の場合の（１／副マニホールド流路１０５ａの数）倍となることが予想されるので、すべての副マニホールド流路１０５ａの容積が互いに同じであると仮定すると、本変形例での第１所定値は、上述した第１の実施の形態の場合の（１／副マニホールド流路１０５ａの数）とすることが好ましい。ただし、実際には、副マニホールド流路１０５ａの容積は、各副マニホールド流路１０５ａに接続される個別インク流路１３２の数に比例し、図２から明らかなようにアクチュエータユニット２１の長辺に近いものほど大きいため、各副マニホールド流路１０５に関する第１所定値は、上述した第１の実施の形態の場合の（当該副マニホールド流路１０５ａの容積／ヘッド１内の副マニホールド流路１０５ａの合計容積）倍とすることがより好ましい。つまり、ヘッド１内には互いに容積の異なる４種類の副マニホールド流路１０５ａが存在するため、第１所定値にも互いに異なる４種類が存在することになる。

本変形例によると、いずれか１つの副マニホールド流路１０５ａに関して圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ることが予測された場合についても、第２吐出信号がヘッド１に供給されることになる。したがって、上述の第１の実施の形態と同様に、ヘッド１の小型化を図りつつメニスカスが破壊されるのを防止することができる。また、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回るか否かの予測をより精度よく行うことが可能となる。

＜変形例５＞
さらに別の変形例として、上述した第１の実施の形態及び変形例１〜４のように変化量ΔＶと所定値Ｘ1との比較に基づいて圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回るか否かを予測するのとは異なり、変化量ΔＶを利用して圧力差Ｐｄを一定の長さを有する期間ごとに順次算出し、算出された圧力差Ｐｄと閾値ｋとを比較することに基づいて予測を行ってもよい。例えば、予測部６６は、算出された一又は複数の圧力差Ｐｄのうちの所定個（例えば１）以上が閾値ｋを下回る場合に、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測する。変化量ΔＶから圧力差Ｐｄを算出するに当たっては、変形例３で言及した持続時間を加味してもよい。

変化量ΔＶから圧力差Ｐｄを算出する手順を説明する。本変形例では、変化量ΔＶ及び持続時間と圧力差Ｐｄとの関係を予め実測により求めておく。具体的には、ある変化量ΔＶについて持続時間が長くなることに伴う圧力差Ｐｄの変化を実測する。この実測を変化量ΔＶを変えて多数回行う。このようにして、変化量ΔＶと持続時間との様々な組み合わせについて圧力差Ｐｄとの対応関係を知ることができる。そして、この対応関係をルックアップテーブル又は関係式として導出し、予測部６６に格納しておく。関係式は、圧力差Ｐｄを実測するのではなく、流路の寸法・材質などの流路定数やインクの粘度・組成などのインク物性に基づくシミュレーションから導出してもよい。

持続時間は画像データに基づいて予測部６６によって算出される。そして、予測部６６は、算出された変化量ΔＶと、第３所定値を超えていた変化量がこの第３所定値以下となったときにおける当該期間を最初とした吐出される合計インク量が連続して第４所定値以上となる期間の数（持続時間）とから、上述したルックアップテーブル又は関係式を用いて、圧力差Ｐｄを算出する。本変形例では、変化量ΔＶを利用して圧力差Ｐｄを算出し、算出された圧力差Ｐｄと閾値ｋとを比較することに基づいて予測を行っているので、精度のよい予測が可能である。

本変形例において、温度センサ５１ａによって検出されたインク温度Ｔが高くなるに連れて、負の値である閾値ｋを大きくしてもよい。また、本変形例を、変形例１、４に適用してもよい。

＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態に係るインクジェットプリンタ２０１について、図１３〜図１５を参照して説明する。図１３に示すように、インクジェットプリンタ２０１は、シリアル型プリンタであって、インクジェットヘッド２０２、ヘッド移動機構２０３、搬送機構２０４、及び、これらの動作を制御する制御装置２１６を有している。

ヘッド移動機構２０３は、キャリッジ２０５と、ガイド２０６と、駆動モータ２０７とを有している。キャリッジ２０５の下面には、インクジェットヘッド２０２が固定されている。ガイド２０６は、主走査方向（図中左右方向）に延在し、且つ用紙Ｐを主走査方向に跨ぐようにキャリッジ２０５を往復移動可能に支持している。駆動モータ２０７は、制御装置２１６の制御により、図示しない動力伝達機構を介して、キャリッジ２０５を移動させる。

ヘッド２０２の下面である吐出面には、複数の吐出口（不図示）が形成されている。ヘッド２０２の内部には、インクタンクからインクが供給される共通インク流路と、共通インク流路の出口から吐出口に至る複数の個別インク流路（ともに不図示）とが形成されている。ヘッド２０２には、制御装置２１６の一部であるドライバＩＣ５１が接続されている。ドライバＩＣ５１は、ヘッド２０２内の複数のアクチュエータに供給される吐出信号を生成する。吐出信号によって駆動されたアクチュエータが個別インク流路の途中に形成された圧力室内のインクに圧力を付与することによって、吐出口からインクが吐出される。ドライバＩＣ５１には、温度センサ５１ａが内蔵されている。ドライバＩＣ５１は、ヘッド２０２に熱的に結合されている。

搬送機構２０４は、用紙Ｐを挟持しながら搬送方向（図中紙面奥から手前に向かう方向）に搬送する二対の搬送ローラ２１１、２１２；２１３、２１４と、これら二対の搬送ローラ２１１、２１２；２１３、２１４を駆動する搬送モータ２１５とを有している。一対の搬送ローラ２１１，２１２は、搬送方向に関して、ヘッド２０２よりも上流に配置されている。もう一方の一対の搬送ローラ２１３，２１４は、搬送方向に関して、インクジェットヘッド２０２よりも下流に配置されている。搬送モータ２１５は、制御装置２１６の制御に基づき、図示しない動力伝達機構を介して、搬送ローラ２１２，２１４を駆動する。なお、搬送ローラ２１１，２１３は、対となる搬送ローラ２１２，２１４の従動ローラであり、用紙搬送にともなって回転する。

図１４に示すように、制御装置２１６は、印刷データ記憶部６１、印刷制御部２６２、算出部２６５、及び、予測部２６６を有している。印刷データ記憶部６１は第１の実施の形態で説明したのと同じ機能を有している。

印刷制御部２６２は、ヘッド制御部２６３、キャリッジ制御部２６８、及び、搬送制御部２６４を有している。キャリッジ制御部２６８は、復動を終了してから次の往動を開始するまでのヘッド２０２の停止時間を可変に、駆動モータ２０７を介してキャリッジ２０５の往復動を制御する。搬送制御部２６４は、インクジェットヘッド２０２が主走査方向に一往復移動する度に、用紙Ｐが搬送方向に所定距離だけ搬送されるように、搬送機構２０４を制御する。ヘッド制御部２６３は、キャリッジ２０５の往復動中であって搬送機構２０４による搬送途中において停止した用紙Ｐに向けて複数の吐出口からインクが吐出されるように、駆動データをドライバＩＣ５１に出力する。ドライバＩＣ５１は、ヘッド制御部２６３から出力された駆動データに基づいて、第１の実施の形態の第１吐出信号と同様の、所定周波数を有する吐出信号を生成する。これによって、搬送機構２０４によって搬送されている用紙Ｐに、駆動データに基づく画像が形成される。

算出部２６５は、吐出信号がヘッド２０２に供給され且つ停止時間が所定時間であると仮定したときに、複数の吐出口から吐出される合計インク量の変化量を一定の長さを有する期間ごとに順次算出する。算出対象となる吐出口は、ヘッド２０２にあるすべての吐出口である。本実施の形態では、算出部２６５は、変化量を、印刷周期の自然数倍である連続した２つの期間内にすべての吐出口から吐出される合計インク量同士の差分（当該期間での合計インク量−直前の期間での合計インク量）として順次算出する。本実施の形態では、１期間は、キャリッジ２０５がヘッド２０２を往動又は復動させるのに要する時間よりも長く、かつ、用紙Ｐを搬送方向にｎ等分した長さを搬送速度で割って得られる時間に等しい。つまり、算出部６５は、用紙１枚当たりｎ個の変化量ΔＶを算出する。１期間は、一例として、ヘッド２０２が２回往復移動するのに要する時間に等しい。

予測部２６６は、圧力差Ｐｄが負の値である閾値ｋを下回る超過状態になるか否かを予測する。第１の実施の形態において説明したように、本発明者は、前記期間ごとに算出された一又は複数の合計インク量の変化量のうちの所定個（第１所定個）以上が所定値を超えるときに、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回る可能性が高くなることを知見した。そして、この知見に基づいて、本実施の形態において、予測部２６６は、算出部２６５により期間Ｗごとに算出されたｎ個の変化量ΔＶのうちの少なくとも１つが所定値Ｘ2を超えているときに、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測する。ここで、期間Ｗは、所定個が１で、所定値がＸ2となるように定められた長さを有しているとする。本実施の形態では、閾値ｋが−２．０ｋＰａであるとして所定値Ｘ2が決定されている。

上述したようにメニスカス耐圧Ｐはインク温度Ｔが高くなるに伴って低くなる。予測部２６６は、インク温度Ｔと所定値Ｘ2とを対応付けたテーブルを有しており、予測部２６６は、このテーブルを参照して、インク温度Ｔが高くなるに連れて所定値Ｘ2を小さくする。一変形例として、インク温度Ｔに拘わらず所定値Ｘ2を一定値としてもよい。

キャリッジ制御部２６８は、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回らないと予測部２６６が予測した場合には、ヘッド２０２の停止時間を前記所定時間とするように指示する制御信号を駆動モータ２０７に供給し、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測部２６６が予測した場合には、ヘッド２０２の停止時間を前記所定時間よりも長くするように指示する制御信号を駆動モータ２０７に供給する。さらに、キャリッジ制御部２６８は、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測部２６６が予測した場合には、算出部２６５における算出結果を参照して、前記期間ごとに複数の吐出口から吐出される合計インク量の変化量が１つも所定値Ｘ2を超えないように、復動を終了してから次の往動を開始するまでのヘッド２０２の停止時間を決定する。キャリッジ制御部２６８は、算出部２６５が算出した変化量ΔＶが大きくなるほど停止時間が長くなるように、停止時間を決定する。変化量ΔＶと停止時間との関係は、予めキャリッジ制御部２６８に格納されている。

図１５Ａは、復動を終了してから次の往動を開始するまでのヘッド２０２の停止時間を所定時間Ｔ1としたときのキャリッジ２０５の速度変化を表したグラフである。図１５Ｂは、ヘッド２０２の停止時間を時間Ｔ2としたときのキャリッジ２０５の速度変化を表したグラフである。このように本実施の形態では、時間Ｔ2を所定時間Ｔ1よりも長くしているために、期間Ｗ内に複数の吐出口から吐出される合計インク量の変化量がどの期間Ｗ（Ｗ1、Ｗ2、…）内においても所定値Ｘ2以下に減少するので、流路断面積を大きくしなくても、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回らない。したがって、ヘッド２０２の小型化を図りつつメニスカスが破壊されるのを防止することができる。

＜変形例６＞
上述した第２の実施の形態においては、復動を終了してから次の往動を開始するまでのヘッド２０２の停止時間を変更しているが、往動を終了してから次の復動を開始するまでのヘッド２０２の停止時間を変更してもよいし、これら両方の停止時間を変更してもよい。さらに、停止時間の変更が１期間内に行われるという条件が満たされる限り、ヘッド２０２が主走査方向に３以上の奇数回往動又は復動するごとに停止時間を変更してもよい。

＜変形例７＞
上述した第２の実施の形態では、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測部２６６が予測した場合の停止時間を可変としているが、この場合の停止時間を所定時間よりも長い固定値としてもよい。この場合、たとえ停止時間が合計インク量の変化量の少なくとも１つを所定値Ｘ2を超えたものとするとしても、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回らない可能性が高くなって、メニスカスが破壊されるのが抑制される。

＜変形例８＞
また、上述した第２の実施の形態では、ｎ個の変化量ΔＶのうちの少なくとも１つが所定値Ｘ2を超えているときに圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測部２６６が予測するが、ｎ個の変化量ΔＶのうちの２以上の個数が所定値Ｘ2（第１所定値）を超えているときに圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測部２６６が予測してもよい。この比較基準となる個数（第１所定個）は、上述したように、期間の長さに応じて変わるものだからである。

＜変形例９＞
上述した第２の実施の形態では、予測部２６６は、ｎ個の変化量ΔＶだけを用いて予測を行っている。しかし、変形例３と同様に、予測部２６６は、算出部２６５によって算出されたｎ個の変化量ΔＶのうちの第１所定個が第１所定値を超え、且つ、第１所定値を超えていた変化量ΔＶが第１所定値以下となったときにおける当該期間を最初とした連続した第２所定個の期間に亘って、複数の吐出口から吐出される合計インク量が第２所定値を超えるときに、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測してもよい。

＜変形例１０＞
さらに別の変形例として、変形例５と同様に、変化量ΔＶを利用して圧力差Ｐｄを一定の長さを有する期間ごとに順次算出し、算出された圧力差Ｐｄと閾値ｋとを比較することに基づいて予測を行ってもよい。例えば、予測部２６６は、算出された一又は複数の圧力差Ｐｄのうちの所定個（例えば１）以上が閾値ｋを下回る場合に、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測する。変化量ΔＶから圧力差Ｐｄを算出するに当たっては、変形例３で言及した持続時間を加味してもよい。変化量ΔＶから圧力差Ｐｄを算出する手順は、変形例３で説明したのと同様である。本変形例において、温度センサ５１ａによって検出されたインク温度Ｔが高くなるに連れて、負の値である閾値ｋを大きくしてもよい。また、本変形例を、変形例６、７に適用してもよい。

＜変形例１１＞
圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測された場合、第１の実施の形態では用紙Ｐ全体において吐出信号の周波数を小さくし、第２の実施の形態では１枚の用紙Ｐへの印刷動作全体において停止時間を長くしているが、圧力差Ｐｄが閾値ｋを下回ると予測された期間においてのみ、吐出信号の周波数を小さくしたり、停止時間を長くしてもよい。これによって、印刷処理を短時間で完了することが可能となる。

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設計変更を上述の実施の形態に施すことが可能である。例えば、第２の実施の形態において、停止時間を変更する代わりに、第１の実施の形態のように吐出信号の周波数を変更してもよい。また、本発明は、インク以外の液体を吐出する記録装置にも適用可能である。

１，２０２インクジェットヘッド（記録ヘッド）
１３搬送機構（移動機構）
１６，２１６制御装置
２１アクチュエータユニット
５１ドライバＩＣ
５１ａ温度センサ（温度検出手段）
６１印刷データ記憶部（記憶手段）
６５，２６５算出部（算出手段）
６６，２６６予測部（予測手段）
１０５ａ副マニホールド流路（共通液体流路）
１３２個別インク流路（個別液体流路）
１０８吐出口
１０９メニスカス
１１０圧力室

Claims

液滴を吐出する複数の吐出口が形成された記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対して記録媒体を相対移動させる移動機構と、
各吐出口から各記録周期に吐出される液量を示す駆動データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記駆動データに基づいて、第１周波数を有する第１吐出信号を生成する第１吐出信号生成手段と、
前記第１吐出信号が前記記録ヘッドに供給されたと仮定したときに前記複数の吐出口から吐出される合計液量の変化量を一定の長さを有する期間ごとに算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された一又は複数の前記変化量に基づいて、前記第１吐出信号が供給された前記記録ヘッドによる記録媒体への記録中に前記吐出口に形成されたメニスカスを挟む気液圧力差が閾値を下回るか否かを予測する予測手段と、
前記記憶手段に記憶された前記駆動データに基づいて、前記第１周波数よりも小さい第２周波数を有する第２吐出信号を生成する第２吐出信号生成手段と、
前記圧力差が前記閾値を下回らないと前記予測手段が予測した場合には、前記第１吐出信号が前記記録ヘッドに供給され、前記圧力差が前記閾値を下回ると前記予測手段が予測した場合には、前記第２吐出信号が前記記録ヘッドに供給されるように前記記録ヘッドへの信号供給を制御するヘッド制御手段と、
前記第１吐出信号及び前記第２吐出信号のうち前記記録ヘッドに供給される方の周波数に応じた速度で記録媒体が前記記録ヘッドに対して相対移動するように、前記移動機構を制御する移動制御手段とを備えている記録装置。
前記予測手段は、前記算出手段によって算出された一又は複数の前記変化量のうちの第１所定個以上が第１所定値を超えるときに、前記圧力差が前記閾値を下回ると予測する請求項１に記載の記録装置。
前記ヘッド制御手段は、前記第２吐出信号が前記記録ヘッドに供給されたと仮定したときに前記期間ごとに前記複数の吐出口から吐出される合計液量の一又は複数の前記変化量のうち前記第１所定値を超えるのが前記第１所定個未満となるように、前記第２周波数を決定する請求項２に記載の記録装置。
前記予測手段は、前記算出手段によって算出された一又は複数の前記変化量のうちの前記第１所定個以上が前記第１所定値を超え、且つ、前記第１所定値を超えていた前記変化量が前記第１所定値以下となったときにおける当該期間を最初とした連続した第２所定個の前記期間に亘って、前記複数の吐出口から吐出される合計液量が第２所定値を超えるときに、前記圧力差が前記閾値を下回ると予測する請求項２又は３に記載の記録装置。
前記予測手段は、前記算出手段によって算出された一又は複数の前記変化量のうち少なくとも１つが前記第１所定値を超えるときに、前記圧力差が前記閾値を下回ると予測する請求項２〜４のいずれか１項に記載の記録装置。
前記記録ヘッドは、外部から供給される液体を一時的に貯留する複数の共通液体流路と、前記共通液体流路の出口から圧力室を介して前記吐出口に至る複数の個別液体流路とを有し、
前記算出手段は、前記第１吐出信号が前記記録ヘッドに供給されたと仮定したときに、各共通液体流路に関して、当該共通液体流路に接続された複数の前記吐出口から吐出される合計液量の前記変化量を前記期間ごとに算出し、
前記予測手段は、前記算出手段によって各共通液体流路に関して算出された一又は複数の前記変化量のうち少なくとも１つが前記第１所定値を超えるときに、前記圧力差が前記閾値を下回ると予測する請求項５に記載の記録装置。
前記記憶手段に記憶された前記駆動データは、互いに異なる複数の液量のいずれかを各吐出口が各記録周期に吐出することを示すものであり、
前記第１所定値は、前記閾値が、前記複数の液量のうちの最大量が複数の前記記録周期に亘って連続して前記複数の吐出口から吐出されることを前記駆動データが示している場合において、前記複数の吐出口から流出する合計液量と前記複数の吐出口に供給される合計液量とに釣り合いが生じているときの前記圧力差未満であり、且つ、前記メニスカスの耐圧を超えた値であるとして決定されたものである請求項２〜６のいずれか１項に記載の記録装置。
前記記録ヘッド内の液体の温度を検出する温度検出手段をさらに備えており、
前記予測手段は、前記温度検出手段によって検出される温度が高くなるに連れて前記第１所定値を小さくする請求項２〜７のいずれか１項に記載の記録装置。
前記予測手段は、前記算出手段によって算出された一又は複数の前記変化量を利用して前記圧力差を算出し、算出された一又は複数の前記圧力差のうちの所定個以上が前記閾値を下回るか否かに基づいて予測を行う請求項１に記載の記録装置。
前記予測手段は、前記算出手段によって算出された一又は複数の前記変化量と、第３所定値を超えていた変化量がこの第３所定値以下となったときにおける当該期間を最初とした前記複数の吐出口から吐出される合計液量が連続して第４所定値以上となる前記期間の数とを利用して、前記圧力差を算出する請求項９に記載の記録装置。
前記移動機構が、記録媒体を前記相対移動の方向に搬送する搬送機構であり、
前記記録ヘッドは、前記複数の吐出口が前記搬送機構による記録媒体の搬送方向と直交する方向に等間隔に配列されたライン型の記録ヘッドであって、前記直交する方向に関して固定されている請求項１〜１０のいずれか１項に記載の記録装置。
記録媒体を搬送方向に搬送する搬送機構と、
液滴を吐出する複数の吐出口が形成されたシリアル型の記録ヘッドと、
各吐出口から各記録周期に吐出される液量を示す駆動データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記駆動データに基づいて、所定周波数を有する吐出信号を生成する吐出信号生成手段と、
前記記録ヘッドを前記搬送方向と直交する方向に往復動させるキャリッジと、
記録媒体が前記搬送方向に所定距離ずつ搬送されるように、前記搬送機構を制御する搬送制御手段と、
前記記録ヘッドが往動及び復動の少なくともいずれか一方を終了してから逆方向への移動を開始するまでの停止時間を可変に、前記キャリッジの往復動を制御するキャリッジ制御手段と、
前記搬送機構による搬送途中において停止した記録媒体に向けて前記複数の吐出口から液滴が吐出されるように、前記記録ヘッドへの前記吐出信号の供給を制御する吐出制御手段と、
前記吐出信号が前記記録ヘッドに供給され且つ前記停止時間が所定時間であると仮定したときに、前記複数の吐出口から吐出される合計液量の変化量を、前記キャリッジが前記記録ヘッドを往動又は復動させるのに要する時間よりも長い一定の長さを有する期間ごとに算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された一又は複数の前記変化量に基づいて、前記吐出信号が供給された前記記録ヘッドによる記録媒体への記録中に前記吐出口に形成されたメニスカスを挟む気液圧力差が閾値を下回るか否かを予測する予測手段とを備えており、
前記キャリッジ制御手段は、前記圧力差が前記閾値を下回らないと前記予測手段が予測した場合には、前記停止時間が前記所定時間となり、前記圧力差が前記閾値を下回ると前記予測手段が予測した場合には、前記停止時間が前記所定時間よりも長くなるように前記キャリッジを制御する記録装置。
前記予測手段は、前記算出手段によって算出された一又は複数の前記変化量のうちの第１所定個以上が第１所定値を超えるときに、前記圧力差が閾値を下回ると予測する請求項１２に記載の記録装置。
前記キャリッジ制御手段は、前記圧力差が前記閾値を下回ると前記予測手段が予測した場合には、前記期間ごとに前記複数の吐出口から吐出される合計液量の一又は複数の前記変化量のうち前記第１所定値を超えるのが前記第１所定個未満となるように、前記停止時間を決定する請求項１３に記載の記録装置。
前記予測手段は、前記算出手段によって算出された一又は複数の前記変化量のうちの前記第１所定個以上が前記第１所定値を超え、且つ、前記第１所定値を超えていた前記変化量が前記第１所定値以下となったときにおける当該期間を最初とした連続した第２所定個の前記期間に亘って、前記複数の吐出口から吐出される合計液量が第２所定値を超えるときに、前記圧力差が前記閾値を下回ると予測する請求項１４に記載の記録装置。
前記記録ヘッド内の液体の温度を検出する温度検出手段をさらに備えており、
前記予測手段は、前記温度検出手段によって検出される温度が高くなるに連れて前記第１所定値を小さくする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の記録装置。
前記予測手段は、前記算出手段によって算出された一又は複数の前記変化量を利用して前記圧力差を算出し、算出された一又は複数の前記圧力差のうちの所定個以上が前記閾値を下回るか否かに基づいて予測を行う請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の記録装置。
前記予測手段は、前記算出手段によって算出された一又は複数の前記変化量と、第３所定値を超えていた変化量がこの第３所定値以下となったときにおける当該期間を最初とした前記複数の吐出口から吐出される合計液量が連続して第４所定値以上となる前記期間の数とを利用して、前記圧力差を算出する請求項１７に記載の記録装置。