JP2011016379A - 液滴噴射装置及び液滴噴射制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】装置の電気的な構成をできるだけ簡素なものに抑えつつ、多くの種類の液滴を１つのノズルから選択的に噴射可能な液滴噴射装置を提供すること。
【解決手段】ＡＳＩＣ５４に組み込まれたデータ生成回路６０は、複数の第１噴射態様に関する情報を記憶する第１噴射態様記憶回路と、ノズルの各々の噴射タイミングに対して、前記複数の第１噴射態様のうちの１つを対応付ける、噴射態様の時系列情報を記憶する、時系列情報記憶回路と、複数の第１噴射態様よりも種類の多い複数の第２噴射態様に関する情報を記憶する第２噴射態様記憶回路と、前記時系列情報に含まれる、任意の噴射タイミングとその前後の噴射タイミングに対応付けられた第１噴射態様を参照して、前記任意の噴射タイミングにおける噴射態様を、複数の第２噴射態様の中から選択する、噴射態様選択回路とを備えている。
【選択図】図６

Description

本発明は、液滴を噴射する液滴噴射装置及び液滴噴射制御プログラムに関する。

従来から、ノズルから液滴を噴射する液滴噴射装置として、記録媒体に対してインクの液滴を噴射して所望の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。また、このようなインクジェットプリンタは、通常、画像を構成する各画素の階調情報に基づいて、ドットを形成するノズルから大きさ（体積）が異なる複数種類の液滴を選択的に噴射させて、階調を表現すること（階調印字）が可能に構成されている。

特許文献１には、原稿画像を取り込むスキャナ部や、記録用紙に画像を印刷するプリンタ部等を備えた、インクジェット複合機が開示されている。また、この複合機は、スキャナ部やプリンタ部等を駆動制御するとともに、これら複合機の各部からデータを取り込んで高速に処理するためのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を備え
ている。

このＡＳＩＣには、スキャナ部や外部の情報処理装置から送られてきた画像データを、プリンタ部が記録用紙に画像を記録するのに必要なデータに変換する、画像処理回路が組み込まれている。その中でも、特に、画像処理回路は、スキャナ部等から送られてきた画像データから得られる各画素の階調情報に基づいて、ドットの径（即ち、液滴の大きさ）を大、小、零の何れにするか決定する。そして、各ドットの径に関する情報をプリンタ部の記録ヘッドに送信し、その情報に基づいて、記録ヘッドにおいてノズルから液滴を噴射させる。

特開２００５−２０５６８５号公報

ところで、１つのノズルから噴射可能な液滴種類が多いほど、より多くの階調を表現できることから、高画質の画像印刷が可能となる。しかし、液滴種類を多くすればするほどＡＳＩＣやメモリ等に高性能なものが要求され、ハード面のコストが高くなってしまう。

例えば、前記特許文献１においては、ドットの大きさ（液滴種類）は大、小、零の３種類（３階調）であることから、このドットを形成するためにノズルから噴射させる液滴として、３種類の液滴の何れを選択するかを示すデータは２ｂｉｔでよい。しかし、液滴種類を例えば５種類に増やして５階調を表現しようとすると、３ｂｉｔのデータが必要になる。このように画像を構成する多数のドットのそれぞれについて液滴種類を対応付けるためのデータが２ｂｉｔから３ｂｉｔに増えると、それ以降のＡＳＩＣによる種々のデータ処理を全て３ｂｉｔで行う必要があるためにＡＳＩＣの構成が複雑になるし、処理するデータ量が増える分だけデータの一時記憶領域も多く確保しなくてはならない。

本発明の目的は、装置の電気的な構成をできるだけ簡素なものに抑えつつも、多くの種類の液滴を１つのノズルから選択的に噴射可能な、液滴噴射装置を提供することである。

第１の発明の液滴噴射装置は、噴射される液滴の体積がそれぞれ異なる複数の噴射態様を１つのノズルに対して選択的に取り得るように構成された液滴噴射装置であって、複数の第１噴射態様に関する情報を記憶する第１噴射態様記憶手段と、前記ノズルの各々の噴射タイミングに対して、前記第１噴射態様記憶手段に記憶された前記複数の第１噴射態様のうちの１つを対応付ける、噴射態様の時系列情報を記憶する、時系列情報記憶手段と、前記複数の第１噴射態様よりも種類の多い、複数の第２噴射態様に関する情報を記憶する第２噴射態様記憶手段と、前記時系列情報記憶手段に記憶された前記時系列情報に含まれる、任意の噴射タイミングとその前後の少なくとも一方の噴射タイミングに対応付けられた前記第１噴射態様を参照して、前記任意の噴射タイミングにおける噴射態様を、前記第２噴射態様記憶手段に記憶された前記複数の第２噴射態様の中から選択する、噴射態様選択手段とを備えていることを特徴とするものである。

本発明においては、時系列情報記憶手段に記憶された時系列情報により、ノズルの各々の噴射タイミングに対して、液滴体積がそれぞれ異なる複数の第１噴射態様の１つが対応付けられている。一方、第２噴射態様記憶手段には、第１噴射態様よりも種類の多い、複数の第２噴射態様に関する情報が記憶されている。そして、噴射態様選択手段は、任意の噴射タイミングにおける噴射態様を、その噴射タイミングと前後少なくとも一方の噴射タイミングに対応付けられた第１噴射態様を参照して、複数の第２噴射態様の中から選択する。

つまり、任意の噴射タイミングの噴射態様を、時系列情報に含まれる、任意の噴射タイミングとその前後の噴射タイミングにおける第１噴射態様（噴射履歴情報）を参照して、第１噴射態様よりも種類の多い第２噴射態様の中から選択する。これによれば、時系列情報によって各々の噴射タイミングに対応付けられる第１噴射態様の種類は少なくして、時系列情報のデータ量が増大するのを抑えつつ、実際に１つのノズルから噴射される液滴の種類（第２噴射態様の種類）を多くすることができる。従って、時系列情報を処理する回路の複雑化や、処理データを記憶するのに必要となる記憶領域の増加を抑えること等が可能になり、ハード構成を簡素にしつつ、１つのノズルから多くの種類の液滴を噴射させることが可能である。

第２の発明の液滴噴射装置は、前記第１の発明において、前記時系列情報記憶手段は、通信可能に接続された外部装置から送信される、前記時系列情報を記憶することを特徴とするものである。

この構成では、各々の噴射タイミングに第１噴射態様を対応付ける時系列情報が外部装置から送信されるため、時系列情報のデータ量が多いと、外部装置からのデータ送信時間が長くかかってしまう。しかし、本発明では、最終的な噴射態様である第２噴射態様よりも、時系列情報により各々の噴射タイミングに対応付けられる第１噴射態様の種類が少ないため、時系列情報のデータ量を少なくすることが可能になり、データ送信時間を短くすることができる。

第３の発明の液滴噴射装置は、前記第１又は第２の発明において、前記複数の第１噴射態様には、実際に液滴を噴射する態様に加えて、液滴を噴射しない態様も含まれており、
前記噴射態様選択手段は、任意の噴射タイミングの前後の少なくとも一方の噴射タイミングにおける前記液滴噴射の有無に基づいて、前記任意の噴射タイミングにおける噴射態様を、前記複数の第２噴射態様の中から選択することを特徴とするものである。

噴射態様選択手段により、任意の噴射タイミングにおける噴射態様を複数の第２噴射態様の中から選択する際に、その噴射タイミングの前後の少なくとも一方の噴射タイミングに対応付けられた第１噴射態様の、液滴の大きさまでを考慮する必要は必ずしもなく、前後の噴射タイミングにおいて液滴が噴射されるか否かという情報のみを考慮して、任意の噴射タイミングの噴射態様を決定してもよい。

第４の発明の液滴噴射装置は、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記噴射態様選択手段は、任意の噴射タイミングの噴射態様を、その前の噴射タイミングに対応付けられた前記第１噴射態様と、その後の噴射タイミングに対応付けられた前記第１噴射態様の、両方を参照して、前記複数の第２噴射態様の中から選択することを特徴とするものである。

この構成によれば、任意の噴射タイミングの噴射態様を決定する際に、その前後両方の噴射タイミングにおける第１噴射態様を参照することで、複数の第２噴射態様の中から適切な噴射態様を選択することが可能となる。

第５の発明の液滴噴射装置は、前記第１〜第４の何れかの発明において、前記噴射態様選択手段は、前記第１噴射態様と比べると、前後の少なくとも一方の噴射タイミングとの間で液滴体積の変化量が小さくなるように、前記任意の噴射タイミングにおける噴射態様を、前記複数の第２噴射態様の中から選択することを特徴とするものである。

この構成によれば、任意の噴射タイミングの噴射態様を、第１噴射態様よりも、前後の噴射タイミングとの間の液滴体積の変化量が小さくなるように複数の第２噴射態様の中から選択することにより、１つのノズルから続けて噴射される液滴の体積の時間的変化を小さくすることができる。

第６の発明の液滴噴射制御プログラムは、噴射される液滴の体積がそれぞれ異なる複数の噴射態様を１つのノズルに対して選択的に実行させる液滴噴射制御プログラムであって、
複数の第１噴射態様に関する情報を記憶する第１噴射態様記憶手段と、前記ノズルの各々の噴射タイミングに対して、前記第１噴射態様記憶手段に記憶された前記複数の第１噴射態様のうちの１つを対応付ける、噴射態様の時系列情報を記憶する、時系列情報記憶手段と、前記複数の第１噴射態様よりも種類の多い、複数の第２噴射態様に関する情報を記憶する第２噴射態様記憶手段と、前記時系列情報記憶手段に記憶された前記時系列情報に含まれる、任意の噴射タイミングとその前後の少なくとも一方の噴射タイミングに対応付けられた前記第１噴射態様を参照して、前記任意の噴射タイミングにおける噴射態様を、前記第２噴射態様記憶手段に記憶された前記複数の第２噴射態様の中から選択する、噴射態様選択手段として、
コンピュータを機能させることを特徴とするものである。

本発明の液滴噴射制御プログラムによれば、任意の噴射タイミングの噴射態様を、時系列情報に含まれる、任意の噴射タイミングとその前後の噴射タイミングにおける第１噴射態様（噴射履歴情報）を参照して、第１噴射態様よりも種類の多い第２噴射態様の中から選択する。これによれば、時系列情報によって各々の噴射タイミングに対応付けられる第１噴射態様の種類は少なくして、時系列情報のデータ量が増大するのを抑えつつ、実際に１つのノズルから噴射される液滴の種類（第２噴射態様の種類）を多くすることができる。従って、プログラムを実行するＣＰＵの高性能化や、処理データを記憶するのに必要となる記憶領域の増加等を抑えつつも、１つのノズルから多くの種類の液滴を噴射させることが可能である。

本発明によれば、任意の噴射タイミングの噴射態様を、時系列情報に含まれる、任意の噴射タイミングとその前後の噴射タイミングにおける第１噴射態様（噴射履歴情報）を参照して、第１噴射態様よりも種類の多い第２噴射態様の中から選択する。これによれば、時系列情報によって各々の噴射タイミングに対応付けられる第１噴射態様の種類は少なくして、時系列情報のデータ量が増大するのを抑えつつ、実際に１つのノズルから噴射される液滴の種類（第２噴射態様の種類）を多くすることができる。従って、時系列情報を処理する回路の複雑化や、処理データを記憶するのに必要となる記憶領域の増加を抑えること等が可能になり、ハード構成をできるだけ簡素にしつつも、１つのノズルから多くの種類の液滴を選択的に噴射可能となる。

本実施形態に係るプリンタの概略平面図である。 インクジェットヘッドの平面図である。 図２の一部拡大図である。 図３のIV-IV線断面図である。 駆動信号のパルス波形図である。 プリンタの制御系のブロック図である。 データ生成回路のブロック図である。 ４つの第１噴射態様と液滴種類の対応を示す図である。 あるノズルに関する時系列情報を示す図である。 ７つの第２噴射態様と液滴種類の対応を示す図である。 噴射態様選択処理のテーブルを示す図である。 変更形態の噴射態様選択処理のテーブルを示す図である。

次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、記録用紙に対してインクの液滴を噴射するインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタに本発明を適用した一例である。

まず、本実施形態のインクジェットプリンタ１（液滴噴射装置）の概略構成について説明する。図１は、本実施形態のインクジェットプリンタの概略平面図である。この図１に示すように、プリンタ１は、所定の走査方向（図１の左右方向）に沿って往復移動可能に構成されたキャリッジ２と、このキャリッジ２に搭載されたインクジェットヘッド３と、記録用紙Ｐを、走査方向と直交する搬送方向に搬送する搬送機構４等を備えている。

キャリッジ２は、走査方向（図１の左右方向）に平行に延びる２本のガイド軸１７に沿って往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ２には、無端ベルト１８が連結されており、キャリッジ駆動モータ１９によって無端ベルト１８が走行駆動されたときに、キャリッジ２は、無端ベルト１８の走行に伴って走査方向に移動するようになっている。尚、プリンタ１には、走査方向に間隔を空けて配列された多数の透光部（スリット）を有するリニアエンコーダ１０が設けられている。一方、キャリッジ２には、発光素子と受光素子とを有する透過型のフォトセンサ１１が設けられている。そして、プリンタ１は、キャリッジ２の移動中にフォトセンサ１１が検出したリニアエンコーダ１０の透光部の計数値（検出回数）から、キャリッジ２の走査方向に関する現在位置を認識できるようになっている。

このキャリッジ２には、インクジェットヘッド３が搭載されている。インクジェットヘッド３は、その下面（図１の紙面向こう側の面）に多数のノズル３０（図２参照）を備えている。このインクジェットヘッド３は、搬送機構４により図１の下方（搬送方向）に搬送される記録用紙Ｐに対して、図示しないインクカートリッジから供給されたインクを多数のノズル３０から噴射するように構成されている。

搬送機構４は、インクジェットヘッド３よりも搬送方向上流側に配置された給紙ローラ１２と、インクジェットヘッド３よりも搬送方向下流側に配置された排紙ローラ１３とを有する。給紙ローラ１２と排紙ローラ１３は、それぞれ、給紙モータ１４と排紙モータ１５により回転駆動される。そして、この搬送機構４は、給紙ローラ１２により、記録用紙Ｐを図１の上方からインクジェットヘッド３へ搬送するとともに、排紙ローラ１３により、インクジェットヘッド３によって画像や文字等が記録された記録用紙Ｐを図１の下方へ排出する。

次に、インクジェットヘッド３について説明する。図２はインクジェットヘッドの平面図、図３は図２の一部拡大図、図４は図３のIV-IV線断面図である。図２〜図４に示すよ
うに、インクジェットヘッド３は、ノズル３０や圧力室２４を含むインク流路が形成された流路ユニット６と、圧力室２４内のインクに圧力を付与する圧電式のアクチュエータユニット７とを備えている。

まず、流路ユニット６について説明する。図４に示すように、流路ユニット６はキャビティプレート２０、ベースプレート２１、マニホールドプレート２２、及びノズルプレート２３を備えており、これら４枚のプレート２０〜２３が積層状態で接合されている。このうち、キャビティプレート２０、ベースプレート２１及びマニホールドプレート２２は、それぞれ、ステンレス鋼等の金属材料からなる平面視で略矩形状の板である。そのため、これら３枚のプレート２０〜２２に、後述するマニホールド２７や圧力室２４等のインク流路をエッチングにより容易に形成することができるようになっている。また、ノズルプレート２３は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料により形成され、マニホールドプレート２２の下面に接着剤で接合される。あるいは、このノズルプレート２３も、他の３枚のプレート２０〜２２と同様にステンレス鋼等の金属材料で形成されていてもよい。

図２〜図４に示すように、４枚のプレート２０〜２３のうち、最も上方に位置するキャビティプレート２０には、平面に沿って配列された複数の圧力室２４がプレート２０を貫通する孔により形成されている。また、複数の圧力室２４は、搬送方向（図２の上下方向）に千鳥状に２列に配列されている。また、図４に示すように、複数の圧力室２４は上下両側から後述の振動板４０及びベースプレート２１によりそれぞれ覆われている。さらに、各圧力室２４は、平面視で走査方向（図２の左右方向）に長い、略楕円形状に形成されている。

図３、図４に示すように、ベースプレート２１の、平面視で圧力室２４の長手方向両端部と重なる位置には、それぞれ連通孔２５，２６が形成されている。また、マニホールドプレート２２には、平面視で、２列に配列された圧力室２４の連通孔２５側の部分と重なるように、搬送方向に延びる２つのマニホールド２７が形成されている。これら２つのマニホールド２７は、後述の振動板４０に形成されたインク供給口２８に連通しており、図示しないインクタンクからインク供給口２８を介してマニホールド２７へインクが供給される。さらに、マニホールドプレート２２の、平面視で複数の圧力室２４のマニホールド２７と反対側の端部と重なる位置には、それぞれ、複数の連通孔２６に連なる複数の連通孔２９も形成されている。

さらに、ノズルプレート２３の、平面視で複数の連通孔２９にそれぞれ重なる位置には、複数のノズル３０が形成されている。図２に示すように、複数のノズル３０は、搬送方向に沿って２列に配列された複数の圧力室２４の、マニホールド２７と反対側の端部とそれぞれ重なるように配置されている。言い換えれば、複数のノズル３０は、千鳥配置の複数の圧力室２４とそれぞれ対応して、走査方向に並ぶ２列のノズル列３２Ａ，３２Ｂを構成するように千鳥状に配列されている。

そして、図４に示すように、マニホールド２７は連通孔２５を介して圧力室２４に連通し、さらに、圧力室２４は、連通孔２６，２９を介してノズル３０に連通している。このように、流路ユニット６内には、マニホールド２７から圧力室２４を経てノズル３０に至る個別インク流路３１が複数形成されている。

尚、図２においては、説明の簡単のため、１つのインク供給口２８に連なる１種類の流路構造（マニホールド２７、圧力室２４、ノズル３０等）のみが描かれているが、インクジェットヘッド３が、図２に示されている流路構造が走査方向に複数並べて設けられた構成であって、複数色（例えば、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの４色）のインクをそれぞれ噴射可能な、カラーインクジェットヘッドであってもよい。

次に、圧電式のアクチュエータユニット７について説明する。図２〜図４に示すように、アクチュエータユニット７は、複数の圧力室２４を覆うように流路ユニット６（キャビティプレート２０）の上面に配置された振動板４０と、この振動板４０の上面に、複数の圧力室２４と対向するように配置された圧電層４１と、圧電層４１の上面に配置された複数の個別電極４２とを備えている。

振動板４０は、平面視で略矩形状の金属板であり、例えば、ステンレス鋼等の鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などからなる。この振動板４０は、キャビティプレート２０の上面に複数の圧力室２４を覆うように配設された状態で、キャビティプレート２０に接合されている。また、導電性を有する振動板４０の上面は、圧電層４１の下面側に配置されることによって、上面の複数の個別電極４２との間で圧電層４１に厚み方向の電界を生じさせる、共通電極を兼ねている。この共通電極としての振動板４０は、アクチュエータユニット７を駆動するドライバＩＣ４７（図６参照）のグランド配線に接続されて、常にグランド電位に保持される。

圧電層４１は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料からなる。図２に示すように、この圧電層４１は、振動板４０の上面において、複数の圧力室２４に跨って連続的に形成されている。また、この圧電層４１は、少なくとも圧力室２４と対向する領域において厚み方向に分極されている。

圧電層４１の上面の、複数の圧力室２４と対向する領域には、複数の個別電極４２がそれぞれ配置されている。各々の個別電極４２は圧力室２４よりも一回り小さい略楕円形の平面形状を有し、圧力室２４の中央部と対向している。また、複数の個別電極４２の端部からは、複数の接点部４５が個別電極４２の長手方向に沿ってそれぞれ引き出されている。これら複数の接点部４５は、図示しないフレキシブルプリント配線板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）を介してドライバＩＣ４７（図６参照）と電気的に接続されている。これにより、ドライバＩＣ４７から複数の個別電極４２に対して、所定の駆動電位とグランド電位のうち、何れか一方の電位を選択的に付与することが可能となっている。

次に、インク噴射時におけるアクチュエータユニット７の作用について説明する。ある個別電極４２に対して、ドライバＩＣ４７から所定の駆動電位が付与されたときには、この駆動電位が付与された個別電極４２とグランド電位に保持されている共通電極としての振動板４０との間に電位差が生じ、個別電極４２と振動板４０の間に挟まれた圧電層４１に厚み方向の電界が作用する。この電界の方向は圧電層４１の分極方向と平行であるから、個別電極４２と対向する領域（活性領域）の圧電層４１が厚み方向と直交する面方向に収縮する。ここで、圧電層４１の下側の振動板４０はキャビティプレート２０に固定されているため、この振動板４０の上面に位置する圧電層４１が面方向に収縮するのに伴って、振動板４０の圧力室２４を覆う部分が圧力室２４側に凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。このとき、圧力室２４内の容積が減少するために圧力室２４内のインク圧力が上昇し、この圧力室２４に連通するノズル３０からインクが噴射される。

ここで、本実施形態のインクジェットヘッド３は、多階調表現を可能にして高画質の画像印刷を行うために、１つのノズル３０に対して、噴射される液滴の体積がそれぞれ異なる複数の噴射態様を選択的に取り得るように構成されている。

具体的には、ドライバＩＣ４７は、後述するＡＳＩＣ５４のデータ生成回路６０（図６参照）で生成された、１つのノズル３０の各々の噴射タイミングに対応付けられた液滴種類に関するデータに基づいて、それに応じた駆動信号をアクチュエータユニット７に供給する。ここで、ノズル３０から噴射される液滴量（液滴体積）は、圧力室２４内のインクに付与される圧力の大きさに比例する。そのため、ドライバＩＣ４７が、圧力室２４内のインクに付与される圧力がそれぞれ異なるように、波形の異なる複数種類の駆動信号をアクチュエータユニット７の個別電極４２に供給することで、大きさの異なる複数種類の液滴をノズル３０から噴射させることが可能となる。

例えば、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、１つの液滴を噴射する所定周期Ｔ０の間に、個別電極４２に駆動電位Ｖ０を印加する回数（駆動パルスの数）を異ならせる。適切なタイミングで複数の駆動パルスを続けて印加すると、個々の駆動パルスの印加によって圧力室２４内に発生した圧力波が重なり合うため、多くの駆動パルスを印加するほど圧力室２４内に大きな圧力を付与することが可能となる。

あるいは、駆動電位Ｖ０の値を変化させてもよい。個別電極４２に付与される駆動電位Ｖ０の値が高いほど、グランド電位に保持されている共通電極としての振動板４０との間の電位差が大きくなるため、圧電層４１の変形（圧電歪み）が大きくなり、圧力室２４内に大きな圧力を付与することが可能となる。

次に、プリンタ１の制御系について、図６のブロック図を参照して説明する。図６に示すように、本実施形態に係るプリンタ１の制御系は、中央処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）５０、ＲＯＭ（Read Only Memory）５１、ＲＡＭ（Random Access Memory）５２、及び、これらを接続するバス５３からなるマイクロコンピュータで構成さ
れている。また、バス５３には、駆動回路５５，５６，５７を介して、インクジェットヘッド３のドライバＩＣ４７、キャリッジ２を駆動するキャリッジ駆動モータ１９、搬送機構４の給紙モータ１４及び排紙モータ１５等を駆動制御する、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）５４が接続されている。また、このＡＳＩＣ５４は、入出
力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）５８を介して外部装置であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）５９とデータ通信可能に接続されている。

また、ＡＳＩＣ５４には、ＰＣ５９から入力された画像データから、インクジェットヘッド３により記録用紙Ｐに画像を記録するために必要なデータを生成するデータ生成回路６０と、データ生成回路６０で生成されたデータに基づいてインクジェットヘッド３のドライバＩＣ４７とキャリッジ駆動モータ１９とを制御するヘッド制御回路６１と、同じくデータ生成回路６０で生成されたデータに基づいて搬送機構４の給紙モータ１４と排紙モータ１５を制御する搬送制御回路６２等が組み込まれている。

次に、データ生成回路６０について詳細に説明する。本実施形態では、ＰＣ５９において、所望の記録画像の画像データに画像処理が施され、その記録画像を構成する各画素の階調情報に応じて、ドットを形成するためにノズル３０から噴射される液滴の種類が４種類（小滴、中滴、大滴、及び、液滴噴射無し）の中から決定される。

１つのノズル３０に着目した表現に言い換えると、各々のドットを形成する噴射タイミングにおいて、１つのノズル３０が、液滴体積の異なる４種類の液滴をそれぞれ噴射する４つ（４階調）の噴射態様（第１噴射態様）の何れをとるのかを決定するための情報、即ち、１つのノズル３０の各々の噴射タイミングに４つの噴射態様を対応付ける情報（噴射態様の時系列情報）がＰＣ５９で生成される。さらに、４つの第１噴射態様を区別するには２ｂｉｔのデータがあればよいことから、実際には、各々の噴射タイミングに対応する２ｂｉｔのデータからなる時系列情報が、ＰＣ５９からＡＳＩＣ５４のデータ生成回路６０に送信されることになる。

一方、データ生成回路６０は、ＰＣ５９から送信された上記時系列情報を参照して、各々の噴射タイミングの噴射態様を、前記４つの第１噴射態様よりもさらに液滴種類が細分化された、７つ（７階調）の噴射態様（第２噴射態様）の中から選択する。つまり、データ生成回路６０は、ＰＣ５９から送られてくる４階調に対応した２ｂｉｔからなる時系列情報を参照して、７階調に対応した３ｂｉｔのデータを各々の噴射タイミングに対して生成する。

図７は、データ生成回路６０のブロック図である。データ生成回路６０は、第１噴射態様記憶回路６４（第１噴射態様記憶手段）と、時系列情報記憶回路６５（時系列情報記憶手段）と、第２噴射態様記憶回路６６（第２噴射態様記憶手段）と、噴射態様選択回路６７（噴射態様選択手段）とを有する。以下、これらの回路６４〜６７について順を追って説明する。

第１噴射態様記憶回路６４は、ＰＣ５９において１つのノズル３０に対して設定される４つの第１噴射態様に関する情報を記憶する。ここで、４つの第１噴射態様に関する情報とは、ある第１噴射態様を他の第１噴射態様と区別するための情報である。より具体的には、４つの第１噴射態様のそれぞれに４種類の液滴種類の何れが対応しているのかを示す情報である。図８は、第１噴射態様記憶回路６４に記憶される、４つの第１噴射態様（Ｎｏ．０〜３）と噴射される液滴種類の対応を示す図である。この図８に示すように、第１噴射態様記憶回路６４は、４つの第１噴射態様のそれぞれについて、噴射する液滴の種類（無（液滴噴射無し：液滴体積０）、Ｓ（小滴）、Ｍ（中滴）、及び、Ｌ（大滴））を対応付けて記憶している。また、４種類の液滴のそれぞれに対して液滴体積（単位：ｐｌ）が設定されている。

また、時系列情報記憶回路６５は、ＰＣ５９から送信された噴射態様の時系列情報を記憶する。この時系列情報は、全てのノズル３０の各々の噴射タイミングに対して４つの第１噴射態様のうちの１つを対応付ける情報である。別の言い方をすれば、この時系列情報は、各々の噴射タイミングに、４種類の液滴種類（無（液滴体積０）、Ｓ（小滴）、Ｍ（中滴）、及び、Ｌ（大滴）を対応付けるための２ｂｉｔのデータからなる情報である。

本実施形態のインクジェットヘッド３は、走査方向に一定速度で移動しながら記録用紙Ｐへ向けてノズル３０から液滴を噴射するが、このとき、各々のノズル３０側から見ると、一定の時間間隔毎に噴射タイミングを迎えることになる。ここで、噴射タイミングとは、そのノズル３０が液滴を噴射する可能性のあるタイミングのことであって、各々の噴射タイミングにおいて実際に液滴を噴射するかどうかは、記録する画像による。例えば、ドットが記録用紙Ｐの全面に形成されるベタ印字の場合にはノズル３０は全ての噴射タイミングで液滴を噴射することになるし、逆に、テキスト印字のようにドットが少ない場合には噴射タイミングを迎えても実際に液滴を噴射することは少なくなる。

図９は、あるノズル３０に関する噴射態様の時系列情報を示す図である。図９に示すように、この時系列情報においては、インクジェットヘッド３が走査方向の一方へ移動しながら液滴を噴射する際の、１つのノズル３０の多数の噴射タイミング（ｔｍ１、ｔｍ２・・・ｔｍ（ｎ−１）、ｔｍ（ｎ）、ｔｍ（ｎ＋１）・・・）が時系列的に並べられ、これら噴射タイミングｔｍのそれぞれに対して、噴射する液滴種類が対応付けられている。この図９の例では、ある噴射タイミングｔｍ（ｎ）においてＭ（中滴）の液滴を噴射するようになっている。また、噴射タイミングｔｍ（ｎ）よりも１つ前の噴射タイミングｔｍ（ｎ−１）においてはＳ（小滴）の液滴を噴射し、１つ後の噴射タイミングｔｍ（ｎ＋１）においてはＬ（大滴）の液滴を噴射するようになっている。

第２噴射態様記憶回路６６は、第１噴射態様よりも種類の多い、７つの第２噴射態様に関する情報を記憶する。ここで、７つの第２噴射態様に関する情報とは、ある第２噴射態様を他の第２噴射態様と区別するための情報であり、より具体的には、７つの第２噴射態様のそれぞれに７種類の液滴種類の何れが対応しているのかを示す情報である。

図１０は、第２噴射態様記憶回路６６に記憶される、７つの第２噴射態様（Ｎｏ．０〜６）と噴射される液滴種類の対応を示す図である。この図１０に示すように、第２噴射態様記憶回路６６は、７つの第２噴射態様のそれぞれについて、噴射する液滴の種類（無（液滴体積０）、Ｓ１（小滴１）、Ｓ２（小滴２）、Ｍ１（中滴１）、Ｍ２（中滴２）、Ｌ１（大滴１）、及び、Ｌ２（大滴２））を対応付けて記憶している。また、７種類の液滴種類のそれぞれに対して液滴体積（単位：ｐｌ）が設定されて、液滴の大きさの大小関係は、無＜Ｓ１＜Ｓ２＜Ｍ１＜Ｍ２＜Ｌ１＜Ｌ２となっている。このように、第２噴射態様においては、図８に示す第１噴射態様と比べて、液滴種類がその液滴体積によってさらに細分化されていることが分かる。

噴射態様選択回路６７は、時系列情報記憶回路６５に記憶された時系列情報に含まれる、任意の噴射タイミングとその前後両方の噴射タイミングに対応付けられた第１噴射態様（即ち、液滴種類が、無、Ｓ、Ｍ、及び、Ｌの何れかであるか）を参照し、任意の噴射タイミングの噴射態様を、第２噴射態様の中から決定する。

図１１は、噴射態様選択回路６７による噴射態様選択処理で使用されるテーブルを示す。図１１には、あるノズル３０から、任意の噴射タイミングｔｍ（ｎ）において噴射される液滴種類、その直前の噴射タイミングｔｍ（ｎ−１）において噴射される液滴種類、及び、その直後の噴射タイミングｔｍ（ｎ＋１）において噴射される液滴種類が示されている。また、任意の噴射タイミングｔｍ（ｎ）の液滴種類が、第１噴射態様の液滴種類（Ｓ，Ｍ，Ｌ）から第２噴射態様の液滴種類（Ｓ１，Ｓ２，Ｍ１，Ｍ２，Ｌ１，Ｌ２）に変換されることも示されている。

この噴射態様選択回路６７は、時系列情報で設定されている、噴射タイミングｔｍ（ｎ）とその前後両方の噴射タイミングｔｍ（ｎ−１）、ｔｍ（ｎ＋１）の第１噴射態様（液滴種類）から、３つの噴射タイミングｔｍ（ｎ−１）、ｔｍ（ｎ）、ｔｍ（ｎ＋１）の間で液滴の変化が滑らかになるように、噴射タイミングｔｍ（ｎ）の噴射態様を第２噴射態様の中から選択（変更）する。尚、図１１では記載を省略しているが、時系列情報で設定されている、噴射タイミングｔｍ（ｎ）の第１噴射態様が、液滴を噴射しない態様（液滴種類：無）である場合は、図１０の第２噴射態様の中から液滴を噴射しない態様（液滴種類：無、Ｎｏ．０）を選択する。

例えば、図１１に示すように、噴射タイミングｔｍ（ｎ）に対応付けられた第１噴射態様の液滴種類がＳであって、前後両方の噴射タイミングで液滴が噴射されていない場合（液滴種類：無）には、噴射タイミングｔｍ（ｎ）で噴射される液滴種類はできるだけ小さい方が好ましいことから、噴射タイミングｔｍ（ｎ）の噴射態様として、最も小さいＳ１（液滴体積１ｐｌ）を噴射する第２噴射態様（Ｎｏ．１）を選択する。

また、噴射タイミングｔｍ（ｎ）に対応付けられた第１噴射態様の液滴種類がＳであって、直前の噴射タイミングｔｍ（ｎ−１）の液滴種類がＬである場合には、連続する噴射タイミング間で液滴体積の変化が非常に大きい（Ｌ（液滴体積１０ｐｌ）→Ｓ（液滴体積１．５ｐｌ））。そこで、このような場合には、噴射タイミングｔｍ（ｎ）の噴射態様として、中滴Ｍ１（液滴体積３ｐｌ）を噴射する第２噴射態様（Ｎｏ．３）を選択し、時系列情報で設定されている第１噴射態様を採用した場合（Ｌ→Ｓ）と比較して、１つのノズル３０から続けて噴射される液滴の体積の時間的変化を小さくする。これにより、濃度差が目立たなくなり画質が一層向上する。

尚、この噴射態様選択回路６７による処理が完了すると、各々の噴射タイミングに第２噴射態様を対応付ける時系列情報は、７つの第２噴射態様を区別することができる、３ｂｉｔのデータとなる。つまり、ＰＣ５９から入力された段階では、噴射タイミングに第１噴射態様を対応付ける時系列情報は２ｂｉｔのデータであったが、この段階で第２噴射態様に対応付けるために３ｂｉｔのデータに変換されることになる。

このようにして、全てのノズル３０の各々の噴射タイミングに対応付けられた第２噴射態様の時系列情報がドライバＩＣ４７に送信される。そして、前述したように、ドライバＩＣ４７は、各噴射タイミングに対応付けられた第２噴射態様の液滴種類に応じた駆動信号をアクチュエータユニット７に供給し、ノズル３０から液滴を噴射させる。

以上説明したように、本実施形態のプリンタ１は、ＰＣから送信された時系列情報に含まれる、前後の噴射タイミングに対応付けられた第１噴射態様（噴射履歴情報）を参照して、任意の噴射タイミングの噴射態様を、第１噴射態様よりも種類の多い（多階調の）第２噴射態様の中から選択して決定する。

つまり、外部装置であるＰＣ５９から送られてくる時系列情報によって各々の噴射タイミングに対応付けられる噴射態様（第１噴射態様）を、最終的な噴射態様である第２噴射態様（７種類）と比べて少なくする（４種類）とすることで、噴射態様を区別するためのデータが２ｂｉｔで済み、ＰＣ５９から送信される時系列情報のデータ量を抑えられる。従って、ＰＣ５９側で、最初から７階調に対応した３ｂｉｔの時系列情報を生成して、これをプリンタ１のＡＳＩＣ５４へ送信する場合に比べて、送信データ量が少なくて済み、送信時間が短くなる。

また、ＡＳＩＣ５４は、ＰＣ５９から３ｂｉｔのデータを取得するのではなく、途中で３ｂｉｔに変換することから、ＡＳＩＣ５４内の全てのデータ処理を３ｂｉｔで行う必要がない。そのため、ＡＳＩＣ５４の構成が比較的簡素なものになり、処理するデータの一時記憶領域も少なくて済む。つまり、ＡＳＩＣ５４の複雑化や、処理データを記憶するのに必要となる記憶領域の増大を抑えて、ハード構成をできるだけ簡素にしつつも、より多くの種類の液滴を１つのノズル３０から選択的に噴射して多階調の表現ができ、高画質の画像記録が可能となる。

また、噴射タイミングの噴射態様を７つの第２噴射態様の中からより適切に選択するという観点からは、図１１に示すように、その噴射タイミングの前後両方の噴射タイミングの第１噴射態様を参照することが好ましい。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

１］前記実施形態では、任意の噴射タイミングの噴射態様を決定するために、その前後両方の噴射タイミングの第１噴射態様を参照していたが、前後の何れか一方の噴射タイミングの第１噴射態様のみを参照して決定してもよい。この場合、噴射タイミングの噴射態様をより適切に選択するという観点では少々劣るものの、前後一方の噴射タイミングの噴射態様のみを参照すればよいため、噴射態様の選択処理が簡単になり、この処理を行うＡＳＩＣの回路構成が簡単になる。

２］前記実施形態では、任意の噴射タイミングの噴射態様を決定するために、その前後の噴射タイミングの液滴種類を参照していたが（図１１参照）、前後の噴射タイミングの一方又は両方において、液滴種類は考慮せず、液滴噴射の有無（液滴が噴射されるか否か）のみに基づいて、任意の噴射タイミングの噴射態様を決定してもよい。

例えば、図１２に示すように、噴射タイミングｔｍ（ｎ）の噴射態様を、７つの第２噴射態様の中から決定する場合に、直前の噴射タイミングｔｍ（ｎ−１）の液滴種類（無，Ｓ，Ｍ，Ｌの何れか）と、直後の噴射タイミングｔｍ（ｎ＋１）の液滴噴射の有無を参照するようにしてもよい。

この図１２の噴射態様選択処理について少し補足する。図１２の処理では、原則として、噴射タイミングｔｍ（ｎ）の第１噴射態様の液滴種類がＳ，Ｍ，Ｌのときに、直後の噴射タイミングｔｍ（ｎ＋１）に液滴を噴射する場合には、続けて噴射される液滴の体積の変化を小さくするため、大きめの液滴種類Ｓ２，Ｍ２，Ｌ２をそれぞれ噴射する第２噴射態様を選択する。一方、直後の噴射タイミングｔｍ（ｎ＋１）に液滴を噴射しない場合には、小さめの液滴種類Ｓ１，Ｍ１，Ｌ１をそれぞれ噴射する第２噴射態様を選択する。但し、噴射タイミングｔｍ（ｎ）の第１噴射態様の液滴種類がＳであって、直前の噴射タイミングｔｍ（ｎ−１）の液滴種類がＬの場合には、直後の噴射タイミングの液滴噴射の有無にかかわらず、より大きな液滴種類Ｍ１を噴射する第２噴射態様を選択する。

３］前記実施形態では、ある噴射タイミングｔｍ（ｎ）の噴射態様を決定するのに、その直前と直後の噴射タイミングの第１噴射態様を参照していたが、さらに前の噴射タイミング（例えば、２つ前の噴射タイミングｔｍ（ｎ―２））やさらに後の噴射タイミング（例えば、２つ後の噴射タイミングｔｍ（ｎ＋２））の第１噴射態様も参照するようにしてもよい。

４］第１噴射態様及び第２噴射態様の種類（数）は、前記第１実施形態で示されているものに限られず、第１噴射態様よりも第２噴射態様の種類が多くなる範囲内で、適宜変更することができる。

５］前記実施形態では、各々の噴射タイミングに４つの第１噴射態様を対応付ける、２ｂｉｔデータからなる時系列情報を、７つの第２噴射態様を対応付ける３ｂｉｔのデータに変換することを、ＡＳＩＣというハードウェアで実現している。しかし、これをソフトウェアで実現する、つまり、マイクロコンピュータのＲＯＭに記憶された液滴噴射制御プログラムが、ＣＰＵで実行されることにより、マイクロコンピュータに前記データ生成回路と同等の機能を発揮させることも可能である。

即ち、前記液滴噴射制御プログラムは、ＣＰＵで実行されることにより、１）複数の第１噴射態様に関する情報を記憶する第１噴射態様記憶手段と、２）ノズルの各々の噴射タイミングに対して、複数の第１噴射態様のうちの１つを対応付ける、噴射態様の時系列情報を記憶する、時系列情報記憶手段と、３）複数の第２噴射態様に関する情報を記憶する第２噴射態様記憶手段と、４）時系列情報に含まれる、任意の噴射タイミングとその前後の第１噴射態様を参照して、任意の噴射タイミングにおける噴射態様を、複数の第２噴射態様の中から選択する、噴射態様選択手段として、マイクロコンピュータを機能させる。

この場合でも、時系列情報によって各々の噴射タイミングに対応付けられる第１噴射態様の種類は少なくして、時系列情報のデータ量が増大するのを抑えつつ、実際に１つのノズルから噴射される液滴の種類（第２噴射態様の種類）を多くすることができる。従って、プログラムを実行するＣＰＵの高性能化、あるいは、処理データを記憶するのに必要となる記憶領域の容量増大を抑えることができる。

５］前記実施形態では、外部装置であるＰＣにおいて画像データに画像処理が施され、各々の噴射タイミングに４つの第１噴射態様の１つを対応付ける時系列情報がＰＣ５９で生成された上でプリンタのＡＳＩＣ５４に送信されていたが、この時系列情報の生成も、プリンタが行うように構成されてもよい。例えば、画像データが記憶された画像記憶媒体が、ＰＣ等の外部装置を介さずに直接プリンタに接続されて、この画像記憶媒体に記憶された画像をプリンタが記録用紙Ｐに記録する場合には、プリンタ側で時系列情報を生成する必要がある。

あるいは、外部装置側において、記憶装置（ハードディスク等）に記憶された液滴噴射制御プログラムがＣＰＵで実行される、あるいは、前記データ生成回路に相当する回路が設けられることにより、外部装置側で、各々の噴射タイミングに第１噴射態様を対応付ける時系列情報の生成と、この時系列情報を参照して、任意の噴射タイミングの噴射態様を複数の第２噴射態様の中から選択する噴射態様の選択の、両方の処理が行われてもよい。

尚、上のように、時系列情報の生成とそれに基づく噴射態様の選択の両方が、プリンタ単独、あるいは、外部装置単独で行われる場合には、前記実施形態とは違い、第１噴射態様の種類を少なくすることにより外部装置からプリンタへ送信するデータ量が少なくなるという利点はない。しかし、画像記録に関する様々な処理をハード的に行うＡＳＩＣや、あるいは、ソフトウェア的に処理を行うマイクロコンピュータは、途中までは少ないデータ量（例えば２ｂｉｔ）の時系列情報を取り扱うことになり、ＡＳＩＣの複雑化やＣＰＵの高性能化、あるいは、処理データを記憶するのに必要となる記憶領域の増大を抑えることができるという効果がある。

以上説明した実施形態及びその変更形態は、本発明を、記録用紙にインクを噴射して画像等を記録する、インクジェットプリンタに適用したものであるが、本発明の適用対象は、このような用途に使用されるものに限られない。即ち、インク以外の様々な種類の液体をその用途に応じて対象（被噴射体）に噴射する、種々の液滴噴射装置に本発明を適用することが可能である。

１ インクジェットプリンタ
３０ ノズル
５９ ＰＣ
６４ 第１噴射態様記憶回路
６５ 時系列情報記憶回路
６６ 第２噴射態様記憶回路
６７ 噴射態様選択回路

Claims (6)

1. 噴射される液滴の体積がそれぞれ異なる複数の噴射態様を１つのノズルに対して選択的に取り得るように構成された液滴噴射装置であって、
   複数の第１噴射態様に関する情報を記憶する第１噴射態様記憶手段と、
   前記ノズルの各々の噴射タイミングに対して、前記第１噴射態様記憶手段に記憶された前記複数の第１噴射態様のうちの１つを対応付ける、噴射態様の時系列情報を記憶する、時系列情報記憶手段と、
   前記複数の第１噴射態様よりも種類の多い、複数の第２噴射態様に関する情報を記憶する第２噴射態様記憶手段と、
   前記時系列情報記憶手段に記憶された前記時系列情報に含まれる、任意の噴射タイミングとその前後の少なくとも一方の噴射タイミングに対応付けられた前記第１噴射態様を参照して、前記任意の噴射タイミングにおける噴射態様を、前記第２噴射態様記憶手段に記憶された前記複数の第２噴射態様の中から選択する、噴射態様選択手段と、
   を備えていることを特徴とする液滴噴射装置。
2. 前記時系列情報記憶手段は、通信可能に接続された外部装置から送信される、前記時系列情報を記憶することを特徴とする請求項１に記載の液滴噴射装置。
3. 前記複数の第１噴射態様には、実際に液滴を噴射する態様に加えて、液滴を噴射しない態様も含まれており、
   前記噴射態様選択手段は、
   任意の噴射タイミングの前後の少なくとも一方の噴射タイミングにおける前記液滴噴射の有無に基づいて、前記任意の噴射タイミングにおける噴射態様を、前記複数の第２噴射態様の中から選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴噴射装置。
4. 前記噴射態様選択手段は、
   任意の噴射タイミングの噴射態様を、その前の噴射タイミングに対応付けられた前記第１噴射態様と、その後の噴射タイミングに対応付けられた前記第１噴射態様の、両方を参照して、前記複数の第２噴射態様の中から選択することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の液滴噴射装置。
5. 前記噴射態様選択手段は、
   前記第１噴射態様と比べると、前後の少なくとも一方の噴射タイミングとの間で液滴体積の変化量が小さくなるように、前記任意の噴射タイミングにおける噴射態様を、前記複数の第２噴射態様の中から選択することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の液滴噴射装置。
6. 噴射される液滴の体積がそれぞれ異なる複数の噴射態様を１つのノズルに対して選択的に実行させる液滴噴射制御プログラムであって、
   複数の第１噴射態様に関する情報を記憶する第１噴射態様記憶手段と、
   前記ノズルの各々の噴射タイミングに対して、前記第１噴射態様記憶手段に記憶された前記複数の第１噴射態様のうちの１つを対応付ける、噴射態様の時系列情報を記憶する、時系列情報記憶手段と、
   前記複数の第１噴射態様よりも種類の多い、複数の第２噴射態様に関する情報を記憶する第２噴射態様記憶手段と、
   前記時系列情報記憶手段に記憶された前記時系列情報に含まれる、任意の噴射タイミングとその前後の少なくとも一方の噴射タイミングに対応付けられた前記第１噴射態様を参照して、前記任意の噴射タイミングにおける噴射態様を、前記第２噴射態様記憶手段に記憶された前記複数の第２噴射態様の中から選択する、噴射態様選択手段として、コンピュータを機能させることを特徴とする液滴噴射制御プログラム。

Images