JP2012006237A - 液体噴射装置、及び、液体噴射装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】繰り返し周期内で複数の駆動パルスを組み合わせて液体の噴射を行う構成において温度変化の影響を抑制することが可能な液体噴射装置、及び、その制御方法を提供する。
【解決手段】駆動信号生成回路は、第２噴射駆動パルスＷ２ｂを含む第１駆動信号ＣＯＭ１と、同一単位周期Ｔ１内で第２噴射駆動パルスＷ２ｂよりも先に発生する第２噴射駆動パルスＷ２ａを含む第２駆動信号ＣＯＭ２と、を発生し、プリンターコントローラー及びヘッド制御部は、同一単位周期内で第２噴射駆動パルスＷ２ａおよび第２噴射駆動パルスＷ２ｂをこの順で選択可能に構成され、温度センサーによって検出される温度に応じて、第２噴射駆動パルスＷ２ｂの波形を補正する。
【選択図】図５

Description

本発明は、インクジェット式記録装置などの液体噴射装置、及び、液体噴射装置の制御方法に関し、特に、複数の駆動信号を用いて液体の噴射を制御可能な液体噴射装置、及び、その制御方法に関するものである。

液体噴射装置は液体を液滴として噴射可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、例えば、インクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドから液体状のインクをインク滴として噴射させて記録を行うインクジェット式記録装置（プリンター）等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、ディスプレイ製造装置などの各種の製造装置にも応用されている。

上記プリンターでは、例えば、複数の駆動パルスを一連に含む駆動信号を発生させ、この駆動信号の中から駆動パルスを選択的に圧電振動子や発熱素子等の圧力発生手段に供給してこれを駆動することにより、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせ、この圧力変動を制御することで記録ヘッドのノズルからインク滴を噴射させている。そして、この種のプリンターには、記録紙等の記録媒体（着弾対象）の所定の領域（画素領域）に形成するドットの大きさや数を変えて、多階調記録を行うように構成されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

上記の特許文献１に開示されているプリンターでは、繰り返し周期Ｔで２つの駆動信号ＣＯＭ１とＣＯＭ２を同時に発生するように構成されている。ＣＯＭ１にはミドルドット形成用の駆動パルスが２つ含まれ、ＣＯＭ２にはスモールドット形成用の駆動パルスが１つ含まれている。そして、記録媒体の画素領域に対し、スモールドットを形成する場合にはＣＯＭ２の駆動パルスが選択され、ミドルドットを形成する場合にはＣＯＭ１の１つの駆動パルスが選択され、ラージドットを形成する場合にはＣＯＭ１の２つの駆動パルスが選択され、ドットを形成しない場合には微振動が行われるようになっている。即ち、この構成では４階調で記録を行うことができる。

このように、各駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２に複数種類の駆動パルスを含ませ、これらの駆動パルスを１つ又は複数組み合わせて圧力発生手段に印加する構成を採用することで階調数を高めることができる。特に、複数の駆動パルスを組み合わせて連続的に圧力発生手段に印加するように構成した場合、ノズルから１回の噴射で得られるインクの最大量（重量・体積）よりも多い量のインクを、繰り返し周期内で噴射させることができる。

ところで、各階調の間でドットサイズの差が大きい場合、記録媒体に記録される画像等において視覚的に認識される画像の粗さ（以下、粒状性という。）が目立つ虞がある。このような粒状性を改善するためには、階調間のインクの量（即ち、ドットサイズ）の差をなるべく小さくすることが考えられる。例えば、上記特許文献１で例示した構成は４階調であるのに対し、倍の８階調が可能な構成を採用すれば、階調間のインクの量の差が小さくなるので、粒状性がより改善される。しかしながら、単に階調数を高めた場合、その分、駆動パルスの種類が多くなるので、駆動信号の繰り返し周期Ｔが長くなってしまい、その結果、記録速度の低下を招くという問題があった。このため、限られた繰り返し周期Ｔ内に、より効率良く駆動パルスを含ませる必要がある。

ここで、圧力発生手段に駆動パルスを印加することでノズルからインク滴を噴射した直後において、当該ノズル近傍のインクには残留振動が生じる。この残留振動は、ノズルのメニスカスの振動に、圧力室内のインクの固有振動周期Ｔｃの振動が重畳したものである。固有振動周期Ｔｃの振動は数μｓという非常に短い周期でメニスカスを変位させる。この周期Ｔｃの振動は、次のインク滴の噴射に影響を及ぼす虞がある。具体的には、噴射時における周期Ｔｃ振動の位相に応じて噴射インク滴の飛翔速度が変化したり液量が変動したりする。このような噴射インク滴の飛翔速度や液量（以下、適宜、噴射特性と言う。）の変動は、記録媒体における着弾位置のずれやドット大きさのばらつきの原因となり、結果として記録画像の品質低下を招く。

上記Ｔｃは、ノズル、当該ノズルに連通する圧力室、共通液室と圧力室とを連通するインク供給口、及び圧電振動子等の各構成部材の形状、寸法、及び剛性などにより固有に定まる。この固有の振動周期Ｔｃは、例えば、次式（１）で表すことができる。

Ｔｃ＝２π√［〔（Ｍｎ×Ｍｓ）／（Ｍｎ＋Ｍｓ）〕×Ｃｃ］・・・（１）
但し、式（１）において、Ｍｎはノズルにおけるイナータンス、Ｍｓはインク供給口におけるイナータンス、Ｃｃは圧力室のコンプライアンス（単位圧力あたりの容積変化、柔らかさの度合いを示す。）である。また、上記式（１）において、イナータンスＭとは、ノズル等の流路における液体の移動し易さを示し、換言すると、単位断面積あたりの液体の質量である。そして、流体の密度をρ、流路の流体の流下方向と直交する面の断面積をＳ、流路の長さをＬとしたとき、イナータンスＭは次式（２）で近似して表すことができる。
Ｍ＝（ρ×Ｌ）／Ｓ ・・・ （２）
なお、Ｔｃは、上記式（１）で規定されるものに限られず、記録ヘッドの圧力室が有している振動周期であればよい。

記録媒体に対してインク滴を精度良く着弾させて高品位の画像を記録するためには、噴射特性を一定に揃えることが肝要である。特に、上記したように、繰り返し周期Ｔ内で複数の駆動パルスを組み合わせてインクの噴射を行う構成では、前の噴射に伴う残留振動が収束しないうちに後の噴射が行われることがあるため、当該残留振動を考慮して、前後の駆動パルスの組み合わせでインクを噴射したときのインクの総量が所望の値（使用上の目標値）となるように、駆動信号中の各駆動パルスの位置関係（時間軸上での位置関係）を定めることが望ましい。

特開２００５−１２５８０４号公報

ところが、上記のように各駆動パルスの位置関係が設定された駆動信号をそのまま用いた構成では、環境温度が仕様上定められた基準温度（例えば、２５℃）から変化した場合に、所望のインク量が得られない場合があった。即ち、温度変化に伴ってインクの粘度が変化することにより、残留振動の振幅等も変化するので、この残留振動の変化の影響を受けて、前後の駆動パルスの組み合わせでインクを噴射したときのインクの総量が上記の目標値とならない可能性があった。
なお、このような問題は、インク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドを搭載したインクジェット式記録装置だけではなく、インク以外の液滴を噴射する他の液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射装置においても同様に存在する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、繰り返し周期内で複数の駆動パルスを組み合わせて液体の噴射を行う構成において温度変化の影響を抑制することが可能な液体噴射装置、及び、その制御方法を提供することにある。

本発明の液体噴射装置は、上記目的を達成するために提案されたものであり、圧力発生手段の駆動によってノズルから液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、
前記圧力発生手段を駆動して液体を噴射させるための駆動パルスを含む複数の駆動信号を一定の周期で繰り返し発生可能な駆動信号生成手段と、
前記駆動信号生成手段から発生される駆動信号に含まれる駆動パルスを前記圧力発生手段に対して選択的に印加する制御を行う選択制御手段と、
液体噴射装置内部の温度を検出する温度検出手段と、
前記駆動信号生成手段から発生される駆動信号に含まれる駆動パルスの波形を補正させる波形補正手段と、
を備え、
前記駆動信号生成手段は、第１駆動パルスを含む第１駆動信号と、同一繰り返し周期内で前記第１駆動パルスよりも先に発生する第２駆動パルスを含む第２駆動信号と、を発生し、
前記選択制御手段は、同一繰り返し周期内で前記第２駆動パルスおよび前記第１駆動パルスをこの順で選択可能に構成され、
前記波形補正手段は、前記温度検出手段によって検出される温度に応じて、前記第１駆動パルス又は前記第２駆動パルスのうち何れか一方の波形を補正することを特徴とする。

上記構成によれば、温度検出手段によって検出される温度に応じて、第１駆動パルス又は前記第２駆動パルスのうち何れか一方の波形を補正するので、同一繰り返し周期内で第２駆動パルスおよび第１駆動パルスをそれぞれ選択して圧力発生手段に印加することでノズルから２回に分けて液体を噴射する場合に、噴射される液体の総量が、環境温度に拘わらず目標値に近づけられる。その結果、着弾対象に形成されるドットの位置や大きさが環境温度に応じてばらつくことが抑制される。

上記構成において、前記第１駆動パルスおよび前記第２駆動パルスは、電位が第１の極性側に変化する第１の変化要素と、当該第１の変化要素の終端電位を一定時間維持する維持要素と、当該維持要素の終端電位から前記第１の極性とは反対の第２の極性側に電位が変化する第２の変化要素と、を少なくとも含み、
前記波形補正手段は、前記駆動信号生成手段に、前記第１の変化要素、前記維持要素、及び前記第２の変化要素の少なくとも何れか１つの時間幅を変更させる構成を採用することができる。
なお、「波形要素の時間幅」とは、当該波形要素の始端から終端までの時間を意味する。

また、上記構成において、前記波形補正手段は、前記駆動信号生成手段に、駆動パルスの最低電位から最高電位までの電位差である駆動電圧を変更させる構成を採用することも可能である。

上記構成において、前記第１駆動パルスは、前記第２駆動パルスとの組み合わせでのみ選択される駆動パルスであり、
前記波形補正手段は、前記温度検出手段によって検出される温度に応じて前記第２駆動パルスの波形を前記駆動信号生成手段に補正させる構成を採用することが望ましい。

上記構成によれば、第２駆動パルスとの組み合わせでのみ選択される第１駆動パルスの波形を検出温度に応じて補正するので、即ち、第２駆動パルスについては補正しないので、繰り返し周期内で第２駆動パルスのみを選択して圧力発生手段に印加してノズルから液体を噴射するときの液体量が不必要に変動することが防止される。また、２つの駆動信号のうち第１駆動信号のみを補正すれば済み、第２駆動信号の補正は不要であるので、補正処理や回路構成の簡略化に寄与することができる。

上記構成において、前記各駆動信号は、前記第１駆動パルス及び前記第２駆動パルスの他に、噴射される液体の量が最も多い最大駆動パルスを繰り返し周期内にそれぞれ１つずつ合計２つ含み、また、前記第１駆動パルス又は前記第２駆動パルスによって個別に噴射される液体の量よりも噴射される液体の量が少ない１つ又は複数の他の駆動パルスを繰り返し周期内にそれぞれ含み、
同一繰り返し周期内における前記第１駆動信号の前記最大駆動パルスと前記第２駆動信号の前記最大駆動パルスとの発生間隔が、前記第１駆動パルスと前記第２駆動パルスとの発生間隔よりも、前記繰り返し周期の半分に近く、且つ、前記繰り返し周期内における前記第１駆動パルスと前記第２駆動パルスとの発生間隔は、前記繰り返し周期内における最大駆動パルス同士の発生間隔よりも短く、
前記繰り返し周期内において前記第１駆動パルスおよび前記第２駆動パルスの後に他の駆動パルス又は最大駆動パルスの一方が発生する構成を採用することができる。

そして、本発明の液体噴射装置の制御方法は、圧力発生手段の駆動によってノズルから液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、前記圧力発生手段を駆動して液体を噴射させるための駆動パルスを含む複数の駆動信号を一定の周期で繰り返し発生可能な駆動信号生成手段と、前記駆動信号生成手段から発生される駆動信号に含まれる駆動パルスを前記圧力発生手段に対して選択的に印加する制御を行う選択制御手段と、液体噴射装置内部の温度を検出する温度検出手段と、前記駆動信号生成手段から発生される駆動信号に含まれる駆動パルスの波形を補正させる波形補正手段と、を備え、前記駆動信号生成手段が、第１駆動パルスを含む第１駆動信号と、同一繰り返し周期内で前記第１駆動パルスよりも先に発生する第２駆動パルスを含む第２駆動信号と、を発生し、前記選択制御手段が、同一繰り返し周期内で前記第２駆動パルスおよび前記第１駆動パルスをこの順で選択可能に構成された液体噴射装置の制御方法であって、
前記温度検出手段によって検出される温度に応じて、前記第１駆動パルス又は前記第２駆動パルスのうち何れか一方の波形を補正することを特徴とする。

プリンターの電気的な構成を説明するブロック図である。 プリンターの内部構成を説明する斜視図である。 記録ヘッドの要部断面図である。 ノズルプレートの構成を説明する平面図である。 駆動信号の構成を説明する波形図、および、各階調と選択データとの対応表である。 第１噴射駆動パルスの構成を説明する波形図である。 第２噴射駆動パルスの構成を説明する波形図である。 単位周期内で２つの第２噴射駆動パルスを組み合わせるときの波形パターンである。 第２噴射駆動パルスの組み合わせによって噴射されるインクの総量の変化を示すグラフである。 （ａ）〜（ｆ）は第２噴射駆動パルスの波形の補正の具体例を示す表である。 他の実施形態における駆動信号の構成を説明する波形図である。

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、インクジェット式記録装置（以下、プリンター）を例に挙げて説明する。

図１は、プリンター１の電気的な構成を説明するブロック図である。また、図２は、プリンター１の内部構成を説明する斜視図である。
例示したプリンター１は、記録用紙、布、樹脂フィルム等の記録媒体Ｓに向けて、液体の一種であるインクを噴射する。記録媒体Ｓは、液体が噴射されて着弾する対象となる着弾対象の一種である。外部装置としてのコンピューターＣＰは、プリンター１と通信可能に接続されている。プリンター１に画像を印刷させるため、コンピューターＣＰは、その画像に応じた印刷データをプリンター１に送信する。

本実施形態におけるプリンター１は、搬送機構２、キャリッジ用移動機構３（移動部の一種）、駆動信号生成回路４（駆動信号生成手段の一種）、ヘッドユニット５、検出器群６、及び、プリンターコントローラー７を有する。搬送機構２は、記録媒体Ｓを搬送方向に搬送させる。キャリッジ用移動機構３は、ヘッドユニット５が取り付けられたキャリッジを所定の移動方向（例えば紙幅方向）に移動させる。駆動信号生成回路４は、図示しないＤＡＣ（Digital Analog Converter）を含む。そして、プリンターコントローラー７から送られた駆動信号の波形に関する波形データに基づいて、アナログの電圧信号を生成する。また、駆動信号生成回路４は図示しない増幅回路も含んでおり、ＤＡＣからの電圧信号を電力増幅し、駆動信号ＣＯＭを生成する。本実施形態において駆動信号生成回路４は、第１駆動信号ＣＯＭ１を生成する第１駆動信号生成部４ａと、第２駆動信号ＣＯＭ２を生成する第２駆動信号生成部４ｂとを有している。これらの駆動信号は、記録媒体Ｓに対する印刷処理（記録処理或いは噴射処理の一種）時に記録ヘッド８の圧電振動子３２（図３参照）に印加されるものである。駆動信号は、図５に一例を示すように、駆動信号の発生繰り返し周期である単位期間Ｔ１内に駆動パルスＷを少なくとも１つ以上含む信号である。ここで、駆動パルスＷとは、記録ヘッド８から液滴状のインクを噴射させるために、圧電振動子３２に所定の動作を行わせるものである。なお、各駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の詳細については後述する。

ヘッドユニット５は、記録ヘッド８およびヘッド制御部１１を有する。記録ヘッド８は、液体噴射ヘッドの一種であり、ノズル４３からインクを記録媒体Ｓに向けて噴射させて、当該記録媒体Ｓの所定の領域（画像等の形成単位である画素に対応する領域）に着弾させてドットを形成する。このドットを複数マトリクス状に並べることで記録媒体Ｓに画像等が記録される。ヘッド制御部１１は、プリンターコントローラー７からのヘッド制御信号に基づき、記録ヘッド８を制御する。なお、記録ヘッド８の構成については後で説明する。検出器群６は、プリンター１の状況を監視する複数の検出器によって構成される。この検出器群６には、プリンター内部の環境温度を検出する温度センサー（温度検出手段の一種。図示せず）が含まれる。温度センサーは、例えばサーミスタから構成され、記録ヘッド８の内部に設けられている。この温度センサーは、記録ヘッド８内部の温度を検出し、検出信号を温度情報としてプリンターコントローラー７のＣＰＵ２５側に出力する。

搬送機構２は、記録ヘッド８の走査方向に直交する方向（以下、搬送方向という）に記録媒体Ｓを搬送させるための機構である。この搬送機構２は、搬送モーター１４と、搬送ローラー１５と、プラテン１６と、を有する。搬送ローラー１５は、記録媒体Ｓを印刷可能な領域であるプラテン１６上まで搬送するローラーであり、搬送モーター１４によって駆動される。プラテン１６は、印刷中の記録媒体Ｓを支持する。

プリンターコントローラー７は、プリンターの制御を行うための制御ユニットである。プリンターコントローラー７は、インターフェース部２４と、ＣＰＵ２５と、メモリー２６（記憶部の一種）とを有する。インターフェース部２４は、外部装置であるコンピューターＣＰとプリンター１との間でデータの送受信を行う。ＣＰＵ２５は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー２６は、ＣＰＵ２５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。ＣＰＵ２５は、メモリー２６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。また、プリンターコントローラー７は、コンピューターＣＰからの印刷データに基づき、記録媒体Ｓ上のどの位置にどのような大きさのドットを形成するかを示すドット形成データＳＩを生成し、当該ドット形成データＳＩをヘッド制御部１１に送信する。後述するように、本実施形態におけるプリンター１では、１つの画素に対して８階調で記録が可能に構成されており、ドット形成データＳＩは、これらの各階調の何れかを示す画素階調データの一種である。そして、ヘッド制御部１１は、プリンターコントローラー７からのドット形成データＳＩに基づき、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２に含まれる各駆動パルスを選択して圧電振動子３２に印加するための選択データを生成する。したがって、これらのプリンターコントローラー７及びヘッド制御部１１は、本発明における選択制御手段として機能する。なお、選択データの詳細については後述する。

図２に示すように、キャリッジ１２は、主走査方向に架設されたガイドロッド１９に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ用移動機構３の作動により、ガイドロッド１９に沿って記録媒体Ｓの搬送方向に直交する主走査方向に往復移動するように構成されている。キャリッジ１２の主走査方向の位置は、リニアエンコーダー２０によって検出され、その検出信号、即ち、エンコーダーパルス（位置情報の一種）がプリンターコントローラー７のＣＰＵ２５に送信される。リニアエンコーダー２０は位置情報出力手段の一種であり、記録ヘッド８の走査位置に応じたエンコーダーパルスを、主走査方向における位置情報として出力する。これにより、プリンターコントローラー７はこのリニアエンコーダー２０からのエンコーダーパルスＥＰに基づいてキャリッジ１２（記録ヘッド８）の走査位置を認識しながら、記録ヘッド８による記録動作を制御することができる。そして、プリンター１は、このホームポジションから反対側の端部（フルポジション）へ向けてキャリッジ１２が移動する往動時と、フルポジションからホームポジション側にキャリッジ１２が戻る復動時との双方向で記録紙Ｓ上に文字や画像等を記録する所謂双方向記録処理が可能に構成されている。

上記リニアエンコーダー２０からのエンコーダーパルスＥＰは、プリンターコントローラー７に入力されている。プリンターコントローラー７は、このエンコーダーパルスＥＰからタイミングパルスＰＴＳ（Print Timing Signal）を生成し、このタイミングパルスＰＴＳに同期させて印刷データの転送や駆動信号ＣＯＭの発生等を行っている。そして、駆動信号生成回路４は、タイミングパルスＰＴＳに基づくタイミングで駆動信号ＣＯＭを出力する。また、プリンターコントローラー７は、タイミングパルスＰＴＳに基づいて、ラッチ信号ＬＡＴ等のタイミング信号を生成して記録ヘッド８に出力する。ラッチ信号ＬＡＴは、記録周期の開始タイミングを規定する信号である。したがって、駆動信号ＣＯＭの単位周期は、このラッチ信号ＬＡＴで区切られる区間であると言える。

次に、図３を参照しながら記録ヘッド８の構成について説明する。
記録ヘッド８は、ケース２８と、このケース２８内に収納される振動子ユニット２９と、ケース２８の底面（先端面）に接合される流路ユニット３０等を備えている。上記のケース２８は、例えば、エポキシ系樹脂により作製され、その内部には振動子ユニット２９を収納するための収納空部３１が形成されている。振動子ユニット２９は、圧力発生手段の一種として機能する圧電振動子３２（ピエゾ素子）と、この圧電振動子３２が接合される固定板３３と、圧電振動子３２に駆動信号等を供給するためのフレキシブルケーブル３４とを備えている。圧電振動子３２は、圧電体層と電極層とを交互に積層した圧電板を櫛歯状に切り分けることで作製された積層型であって、積層方向（電界方向）に直交する方向に伸縮可能（電界横効果型）な縦振動モードの圧電振動子である。

流路ユニット３０は、流路基板３６の一方の面にノズルプレート３７を、流路基板３６の他方の面に振動板３８をそれぞれ接合して構成されている。この流路ユニット３０には、リザーバー３９（共通液体室またはマニホールドとも言う）と、インク供給口４０と、圧力室４１と、ノズル連通口４２と、ノズル４３と、が設けられている。そして、インク供給口４０から圧力室４１及びノズル連通口４２を経てノズル４３に至る一連のインク流路が、各ノズル４３に対応して形成されている。

図４は、ノズルプレート３７の構成を説明する平面図である。同図において横方向が、記録ヘッド８が記録媒体Ｓに対して移動する主走査方向（相対移動方向の一種）であり、縦方向が、記録媒体Ｓの搬送方向、即ち、副走査方向である。上記ノズルプレート３７は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数（例えば、９０個）のノズル４３が副走査方向に沿って列状に穿設された部材であり、本実施形態では、例えば、ステンレス鋼によって作製されている。また、ノズルプレート３７は、シリコン単結晶基板によって作製される場合もある。本実施形態におけるノズルプレート３７には、４つのノズル列Ａ〜Ｄ（ノズル群の一種）が主走査方向に沿って並べて形成されている。

上記振動板３８は、支持板４５の表面に弾性体膜４６を積層した二重構造である。本実施形態では、金属板の一種であるステンレス板を支持板４５とし、この支持板４５の表面に樹脂フィルムを弾性体膜４６としてラミネートした複合板材を用いて振動板３８を作製している。この振動板３８には、圧力室４１の容積を変化させるダイヤフラム部４７が設けられている。また、この振動板３８には、リザーバー３９の一部を封止するコンプライアンス部４８が設けられている。

上記のダイヤフラム部４７は、エッチング加工等によって支持板４５を部分的に除去することで作製される。即ち、このダイヤフラム部４７は、圧電振動子３２の自由端部の先端面が接合される島部４９と、この島部４９を囲む薄肉弾性部５０と、からなる。上記のコンプライアンス部４８は、リザーバー３９の開口面に対向する領域の支持板４５を、ダイヤフラム部４７と同様にエッチング加工等によって除去することにより作製され、リザーバー３９に貯留された液体の圧力変動を吸収するダンパーとして機能する。

そして、上記の島部４９には圧電振動子３２の先端面が接合されているので、この圧電振動子３２の自由端部を伸縮させることで圧力室４１の容積を変動させることができる。この容積変動に伴って圧力室４１内のインクに圧力変動が生じる。そして、記録ヘッド８は、この圧力変動を利用してノズル４３からインク滴を噴射させるようになっている。

図５は、本実施形態における駆動信号生成回路４によって生成される駆動信号の構成を説明する波形図、及び、各階調と選択データとの対応を示す表である。ここで、駆動信号の繰り返し周期である単位周期Ｔ１は、記録ヘッド８が記録媒体Ｓに対して相対的に移動しながらインクの噴射を行う際に、ノズル４３が上記の画素の幅に対応する距離だけ移動する時間に相当し、例えば、１００μｓに設定されている。即ち、この場合、駆動信号の繰り返し周波数は１０ｋＨｚである。本実施形態では、１つの画素に対して７種類の大きさのドット（１つのドットが複数の小ドットから成る場合もある）を形成することが可能に構成されている。したがって、上記プリンター１では、画素に対してドットを形成しない非記録（微振動）も含めて合計８階調の表現が可能となっている。具体的には、インク量が１ｐｌ（ｎｇ）の第１ドット、インク量が１．６ｐｌの第２ドット、インク量が２．５ｐｌの第３ドット、インク量が７ｐｌの第４ドット、インク量が１０ｐｌの第５ドット、インク量が１４ｐｌの第６ドット、及び、インク量が２０ｐｌの第７ドットを形成することが可能となっている。このうち、第６ドットと第７ドットは、同一単位周期内で２つの噴射駆動パルスを順次選択してそれぞれ圧電振動子３２に印加し、ノズル４３から２回に分けてインクを噴射することで形成されるドットである。このように、本実施形態のプリンターでは、５種類の噴射駆動パルスを用いて７種類のドットを形成することができる。また、これらの複数種類の噴射駆動パルスを２つの駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２に分けて含ませているので、単位周期Ｔ１が長くなることを抑制しつつ階調性を向上させることができる。なお、ここで示したインク量は、対応する駆動パルスを用いてノズル４３からインクを噴射したときの仕様上目標とするインク量であり、インクの粘度やメニスカスの振動状態等に応じて変動することがある。また、６色のインク（ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ、ライトシアン、ライトマゼンタ）を用いた６階調以上の記録と比較して、例えば８階調以上に諧調性を向上することで淡色のインク（ライトシアン、ライトマゼンタ）を無くした４色のインク（ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ）で前者と同等の粒状性を確保でき、インク色数を削減できることができる。

第１駆動信号ＣＯＭ１では単位周期Ｔ１が４つの期間、具体的には、期間Ｔ１１、期間Ｔ１２、期間Ｔ１３、及び期間Ｔ１４に区切られている。そして、期間Ｔ１１では第１噴射駆動パルスＷ１ａ（最大駆動パルスの一種）が発生され、期間Ｔ１２では第２噴射駆動パルスＷ２ｂ（本発明における第１駆動パルスの一種。）が発生され、期間Ｔ１３では第３噴射駆動パルスＷ３（他の駆動パルスの一種）が発生され、期間Ｔ１４では第４噴射駆動パルスＷ４（他の駆動パルスの一種）が発生される。同様に、第２駆動信号ＣＯＭ２では単位周期Ｔ１が期間Ｔ１５、期間Ｔ１６、期間Ｔ１７、及び期間Ｔ１８に区切られている。そして、期間Ｔ１５では第２噴射駆動パルスＷ２ａ（本発明における第２駆動パルスの一種。）が発生され、期間Ｔ１６では第５噴射駆動パルスＷ５（他の駆動パルスの一種）が発生され、期間Ｔ１７では第１噴射駆動パルスＷ１ｂ（最大駆動パルスの一種）が発生され、期間Ｔ１８では微振動駆動パルスＷ６が発生される。

第１噴射駆動パルスＷ１ａ，Ｗ１ｂは、ノズル４３から１回に噴射されるインクの最大量である１０ｐｌのインクを噴射するように設計された噴射駆動パルスである。第１噴射駆動パルスＷ１ｂは、第５ドットを形成する場合に用いられる。また、第１噴射駆動パルスＷ１ａ及びＷ１ｂの組み合わせは、第７ドットを形成する場合に用いられる。第２噴射駆動パルスＷ２ａ，Ｗ２ｂは、第１噴射駆動パルスＷ１ａ，Ｗ１ｂのインク量の次に多い７ｐｌのインクを噴射するように設計された噴射駆動パルスである。単位周期Ｔ１において第２噴射駆動パルスＷ２ｂよりも先に発生する第２噴射駆動パルスＷ２ａは、第４ドットを形成する場合に用いられる。このように、第４ドットを形成する場合に第２噴射駆動パルスＷ２ａを用いる構成とすることで、この第２噴射駆動パルスＷ２ａによってインクを噴射した後、次の単位周期Ｔ１の噴射駆動パルスによってインクが噴射されるまでの時間をより長く確保することができる。これにより、次のインクの噴射までの間にメニスカスの状態を可及的に安定化することができる。

また、第２噴射駆動パルスＷ２ａ及びＷ２ｂの組み合わせは、第６ドットを形成する場合に用いられる。この第６ドットに対応するインク量は、第５ドットに対応するインク量１０ｐｌと第７ドットに対応するインク量２０ｐｌの半分に近い１４ｐｌである。このため、第２噴射駆動パルスＷ２ａ，Ｗ２ｂは、各階調間におけるインク量差が可及的に抑制されて、画像における粒状性の改善に寄与する。なお、第２噴射駆動パルスＷ２ａ及びＷ２ｂに関し、これを単体で用いてインクを噴射したときのインク量は７ｐｌに限られず、例えば、８ｐｌとなるように設計し、第２噴射駆動パルスＷ２ａ，Ｗ２ｂを組み合わせてインクを噴射したときの総量が１６ｐｌとなるようにしても良い。要するに、第２噴射駆動パルスＷ２ａ，Ｗ２ｂを組み合わせてインクを噴射したときの総量が、最大駆動パルスである第１噴射駆動パルスを単体で用いてインクを噴射したときのインク量と第１噴射駆動パルスＷ１ａ，Ｗ１ｂを組み合わせてインクを噴射したときのインクの総量との平均により近い値となるように構成すればよい。この第２噴射駆動パルスＷ２ａ，Ｗ２ｂの詳細については後述する。

第３噴射駆動パルスＷ３は、１．６ｐｌのインクを噴射するための噴射駆動パルスであり、第２ドットを形成する場合に用いられる。また、第４駆動パルスＷ４は、各駆動パルスのうち最も少ない量である１ｐｌのインクを噴射するように設計された噴射駆動パルスであり、第１ドットを形成する場合に用いられる。そして、微振動駆動パルスＷ６は、ノズル４３からインクが噴射されない程度にノズル４３におけるメニスカスを微振動させて、インクの増粘を抑制するための駆動パルスである。この微振動駆動パルスＷ６は、ドットを形成しない非記録の場合に選択される駆動パルスである。

選択データｑを構成する各ビットは、対応する駆動信号の各期間の駆動パルスを選択するか否かを示している。即ち、選択データのビットが「０」の場合、対応する駆動パルスを選択しない（即ち、圧電振動子３２に印加しない）ことを示し、選択データのビット「１」の場合、対応する駆動パルスを選択する（即ち、圧電振動子３２に印加する）ことを示している。なお、「０」および「１」とパルスの選択・非選択の対応関係は逆であっても良い。本実施形態における各駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２は、それぞれ４つの期間に分けられているため、選択データは４ビットのデータから成る。本実施形態では、１つの階調に対し、第１駆動信号ＣＯＭ１の駆動パルスを選択するための選択データおよび第２駆動信号ＣＯＭ２の駆動パルスを選択するための選択データの合計２つのデータがパルス選択制御に必要である。図５の例では、ｑ０〜ｑ７が第１駆動信号ＣＯＭ１に対応する選択データであり、ｑ８〜ｑ１５が第２駆動信号ＣＯＭ２に対応する選択データである。なお、本実施形態では、同一単位周期Ｔ内で同じ駆動信号から２つ以上の駆動パルスが選択されることがないので、選択データの種類としては、「００００」、「０００１」、「００１０」、「０１００」、「１０００」の合計４通りである。

ドット形成データＳＩが「画素にドットを形成しない非記録（０ｐｌ）」を示す場合、ヘッド制御部１１は、第１駆動信号ＣＯＭ１に対応する選択データとしてｑ０を出力し、第２駆動信号ＣＯＭ２に対応する選択データとしてｑ８を出力する。ｑ０は「００００」であり、この場合、第１駆動信号ＣＯＭ１の駆動パルスは何れも選択されない。一方、ｑ８は「０００１」であり、この場合、第２駆動信号ＣＯＭ２の期間Ｔ１８の微振動駆動パルスＷ６が選択されて圧電振動子３２に印加される。同様に、ドット形成データＳＩが「第１ドット（１ｐｌ）」を示す場合、選択データｑ１（０００１）および選択データｑ９（００００）に基づき、第１駆動信号ＣＯＭ１の第４噴射駆動パルスＷ４のみが選択される。ドット形成データＳＩが「第２ドット（１．６ｐｌ）」を示す場合、選択データｑ２（００１０）および選択データｑ１０（００００）に基づき、第１駆動信号ＣＯＭ１の第３噴射駆動パルスＷ３のみが選択される。ドット形成データＳＩが「第３ドット（２．５ｐｌ）」を示す場合、選択データｑ３（００００）および選択データｑ１１（０１００）に基づき、第２駆動信号ＣＯＭ２の第５噴射駆動パルスＷ５のみが選択される。ドット形成データＳＩが「第４ドット（７ｐｌ）」を示す場合、選択データｑ４（００００）および選択データｑ１２（１０００）に基づき、第２駆動信号ＣＯＭ２の第２噴射駆動パルスＷ２ａのみが選択される。ドット形成データＳＩが「第５ドット（１０ｐｌ）」を示す場合、選択データｑ５（００００）および選択データｑ１３（００１０）に基づき、第２駆動信号ＣＯＭ２の第１噴射駆動パルスＷ１ｂのみが選択される。

ドット形成データＳＩが「第６ドット（１４ｐｌ）」を示す場合、選択データｑ６（０１００）および選択データｑ１４（１０００）に基づき、第２駆動信号ＣＯＭ２の第２噴射駆動パルスＷ２ａおよび第１駆動信号ＣＯＭ１の第２噴射駆動パルスＷ２ｂがこの順で選択される。この場合、単位周期Ｔ１において最初の期間Ｔ１５で発生する第２噴射駆動パルスＷ２ａが圧電振動子３２に印加された後、単位周期Ｔ１において第２噴射駆動パルスＷ２ａよりも後の期間Ｔ１２で発生する第２噴射駆動パルスＷ２ｂが圧電振動子３２に印加される。これにより、同一単位周期内で、対応するノズル４３からインク滴が２回連続して噴射され、記録媒体Ｓ上の画素領域にはこれらのインク滴がそれぞれ着弾して第６ドットが形成される。このように構成することで、１回の噴射で得られるインクの最大量（本実施形態では１０ｐｌ）よりも多い量のインクを記録媒体Ｓ上の画素領域に着弾させることができる。

同様に、ドット形成データＳＩが「第７ドット（２０ｐｌ）」を示す場合、選択データｑ７（１０００）および選択データｑ１５（００１０）に基づき、第１駆動信号ＣＯＭ１の第１噴射駆動パルスＷ１ａおよび第２駆動信号ＣＯＭ２の第１噴射駆動パルスＷ１ｂが選択される。この場合、単位周期Ｔ１において最初の期間Ｔ１１で発生する第１噴射駆動パルスＷ１ａが圧電振動子３２に印加された後、第１噴射駆動パルスＷ１ａよりも後の期間Ｔ１７で発生する第１噴射駆動パルスＷ１ｂが圧電振動子３２に印加される。これにより、単位周期Ｔ１では、対応するノズル４３からインク滴が２回連続して噴射され、記録媒体Ｓ上の画素領域にはこれらのインク滴がそれぞれ着弾して第７ドットが形成される。

図６は、第１噴射駆動パルスＷ１ａ，Ｗ１ｂの構成を説明する波形図である。
同図に示すように、第１噴射駆動パルスは、予備膨張部ｐ１１と、膨張ホールド部ｐ１２と、収縮部ｐ１３と、収縮ホールド部ｐ１４と、復帰膨張部ｐ１５とからなる。予備膨張部ｐ１１は、基準電位ＶＣから第１膨張電位ＶＨ１まで一定勾配（θ１）で電位がプラス（第１の極性に相当）側に変化（上昇）する波形要素であり、膨張ホールド部ｐ１２は、予備膨張部ｐ１１の終端電位である第１膨張電位ＶＨ１で一定な波形要素である。また、収縮部ｐ１３は、第１膨張電位ＶＨ１から第１収縮電位ＶＬ１まで電位がマイナス（第２の極性に相当）側に一定の勾配で変化（下降）する波形要素であり、収縮ホールド部ｐ１４は、第１収縮電位ＶＬ１で一定な波形要素であり、復帰膨張部ｐ１５は、第１収縮電位ＶＬ１から基準電位ＶＣまで電位が復帰する波形要素である。

上記のように構成された第１噴射駆動パルスＷ１ａ，Ｗ１ｂが圧電振動子３２に印加されると、まず、予備膨張部ｐ１１によって圧電振動子３２が素子長手方向に収縮し、これに伴って圧力室４１が基準電位ＶＣに対応する基準容積から第１膨張電位ＶＨ１に対応する膨張容積まで膨張する。この膨張により、ノズル４３におけるメニスカスが圧力室４１側に大きく引き込まれると共に、圧力室４１内にはリザーバー３９側からインク供給口４０を通じてインクが供給される。そして、この圧力室４１の膨張状態は、膨張ホールド部ｐ１２の供給期間中に亘って維持される。

膨張ホールド部ｐ１２による膨張状態が維持された後、収縮部ｐ１３が圧電振動子３２に印加されてこれに応じて圧電振動子３２が伸長する。これに伴い、圧力室４１は膨張容積から第１収縮電位ＶＬ１に対応する収縮容積まで収縮される。これにより、圧力室４１内のインクが加圧されて、ノズル４３メニスカスの中央部分が噴射側に押し出され、この押し出された部分が液柱のように伸びる。続いて、収縮ホールド部ｐ１４により、圧力室４１の収縮状態が一定時間維持される。この間にメニスカスと液柱とが分離し、分離した部分がインク滴としてノズル４３から噴射されて記録媒体Ｓに向けて飛翔する。このインクの噴射によって減少した圧力室４１内のインク圧力が再び上昇するタイミングにあわせて復帰膨張部ｐ１５が圧電振動子３２に印加される。この復帰膨張部ｐ１５の印加により、圧力室４１が定常容積まで膨張復帰し、圧力室４１内のインクの圧力変動（残留振動）が吸収、即ち、制振される。

上記の第１噴射駆動パルスＷ１ａ，Ｗ１ｂは、１回に噴射されるインク量が最も多くなるように設計されているため、記録媒体Ｓ上の所定の領域を塗りつぶす所謂ベタ塗り印刷を行う際に好適に用いられる。そして、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２に含まれる各噴射駆動パルスの中（微振動駆動パルスＷ６を除く）で、第１噴射駆動パルスＷ１ａ，Ｗ１ｂは、波形が最も簡素であり、また、圧力変化の大きさも最も緩やかであるため、複雑な振動を生じ難い。このため、当該第１噴射駆動パルスを用いてインクを噴射した後のメニスカスの残留振動も復帰膨張部ｐ１５によって制振されやすい。また、ノズル４３から噴射されるインク滴の重量が大きいほど、メニスカスにおける振動の影響を受けにくいので、１回に噴射されるインク量が最も多い１０ｐｌ（１０ｎｇ）である第１噴射駆動パルスＷ１ａ，Ｗ１ｂは、メニスカスの振動の影響を受けにくく、より高周波駆動に適している。

ここで、単位周期Ｔ１内の第１噴射駆動パルスＷ１ａ，Ｗ１ｂの発生間隔は、単位周期Ｔ１の半分の周期（Ｔ１／２）、又は、それに可及的に近い値に設定されることが望ましい。これは、第１噴射駆動パルスＷ１ａ，Ｗ１ｂは、上記のベタ塗り印刷のように、より高周波駆動でインクの噴射を行う用途に用いられることがあるので、第１噴射駆動パルスＷ１ａ，Ｗ１ｂ同士の間隔をできるだけ広げて、インクの噴射安定させるためである。即ち、パルスの間隔を広げるほど、単位周期Ｔ１内で先に発生される第１噴射駆動パルスＷ１ａによってインクが噴射された後の残留振動が、後に発生される第１噴射駆動パルスＷ１ｂによるインクの噴射に影響を及ぼすことを抑制することができる。また、第１噴射駆動パルスＷ１ａ，Ｗ１ｂは、噴射されるインクの量が最大となるように設計されているので、第７ドットを形成する際に画素領域の偏った位置にドットが形成されると、これよりも小さいドットを形成する場合よりも偏りが目立ってしまう。このため、第１噴射駆動パルスＷ１ａ，Ｗ１ｂ同士の間隔をできるだけ広げて、画素領域に形成されるドットの間隔を広げることが望ましい。

図７は、第２噴射駆動パルスＷ２ａ，Ｗ２ｂの構成を説明する波形図である。
同図に示すように、第２噴射駆動パルスは、予備膨張部ｐ２１（第１の変化要素に相当）と、膨張ホールド部ｐ２２（維持要素に相当）と、第１収縮部ｐ２３（第２の変化要素に相当）と、中間ホールド部ｐ２４と、第２収縮部ｐ２５と、収縮ホールド部ｐ２６と、復帰膨張部ｐ２７とからなる。予備膨張部ｐ２１は、基準電位ＶＣから第２膨張電位ＶＨ２まで第１噴射駆動パルスの予備膨張部ｐ１１の勾配よりも急な勾配（θ２＞θ１）で電位がプラス側に変化する波形要素であり、膨張ホールド部ｐ２２は、予備膨張部ｐ２１の終端電位である第２膨張電位ＶＨ２で一定な波形要素である。また、第１収縮部ｐ２３は、第２膨張電位ＶＨ２から中間電位ＶＭまで電位がマイナス側に変化する波形要素であり、中間ホールド部ｐ２４は、中間電位ＶＭで一定な波形要素である。さらに、第２収縮部ｐ２５は、中間電位ＶＭから第２収縮電位ＶＬ２まで電位がマイナス側に一定の勾配で変化（下降）する波形要素であり、収縮ホールド部ｐ２６は、第２収縮電位ＶＬ２で一定な波形要素であり、復帰膨張部ｐ２７は、第２収縮電位ＶＬ２から基準電位ＶＣまで電位が復帰する波形要素である。

上記のように構成された第２噴射駆動パルスＷ２ａ，Ｗ２ｂが圧電振動子３２に印加されると、まず、予備膨張部ｐ２１によって圧電振動子３２は素子長手方向に収縮し、これに伴って圧力室４１が基準電位ＶＣに対応する基準容積から第２膨張電位ＶＨ２に対応する膨張容積まで膨張する（第１の変化工程）。この膨張により、ノズル４３におけるメニスカスが圧力室４１側に大きく引き込まれると共に、圧力室４１内にはリザーバー３９側からインク供給口４０を通じてインクが供給される。予備膨張部ｐ２１は、第１噴射駆動パルスの予備膨張部ｐ１１の勾配よりも急な勾配で電位が変化するので、メニスカスがより急激に引き込まれる。ここで、ノズル内周面から遠い位置にあるメニスカスの中央部は、圧力変化に追従してより高速に移動する一方、中央部よりもノズル内周面に近い部分（境界層）ほどその粘性が影響して圧力変化に追従し難いため、移動速度が中央部よりも遅くなる。これにより、第１噴射駆動パルスの場合では、予備膨張部ｐ１１によってメニスカス全体が大きく引き込まれるのに対し、第２噴射駆動パルスの場合では、予備膨張部ｐ２１によって主にメニスカス中央部がより大きく引き込まれる傾向となる。このようにすることで、後述する液柱を小さくすることができる。そして、この圧力室４１の膨張状態は、膨張ホールド部ｐ２２の供給期間中に亘って維持される（ホールド工程）。

膨張ホールド部ｐ２２による膨張状態が維持された後、第１収縮部ｐ２３が圧電振動子３２に印加されてこれに応じて圧電振動子３２が伸長する。これに伴い、圧力室４１は膨張容積から中間電位ＶＭに対応する中間容積まで収縮される（第２の変化工程）。これにより、圧力室４１内のインクが加圧されて、ノズル４３におけるメニスカスの中央部分が噴射側に押し出され、この押し出された部分が液柱のように伸びる。続いて、中間ホールド部ｐ２４が供給され、中間容積が僅かな時間だけ維持される（維持工程）。これにより、圧電振動子３２の伸長が一時的に停止される。この間では圧力室４１内のインクが加圧されないので、その分、液柱の伸びは抑えられる。これにより、第１の噴射駆動パルスの場合、即ち、途中で止めることなく圧力室４１を収縮容積まで一気に収縮させる場合よりも液柱の大きさが小さくなる。

中間ホールド部ｐ２４によるホールドの後、第２収縮部ｐ２５により圧電振動子３２が素早く伸長し、圧力室４１の容積が中間容積から収縮容積まで加圧される（第３の変化工程）。これにより、メニスカス全体が噴射方向に急激に押し出され、液柱の後端部分が加速される。そして、メニスカスと液柱とが分離し、分離した部分がインク滴としてノズル４３から噴射されて記録媒体Ｓに向けて飛翔する。第２収縮部ｐ２５の後、収縮ホールド部ｐ２６により、圧力室４１の収縮状態が一定時間維持される。インクの噴射によって減少した圧力室４１内のインク圧力が再び上昇するタイミングにあわせて復帰膨張部ｐ２７が圧電振動子３２に印加される。この復帰膨張部ｐ２７の印加により、圧力室４１が定常容積まで膨張復帰し、圧力室４１内のインクの圧力変動が制振される。

ここで、図８は、単位周期Ｔ１内で、上記第２噴射駆動パルスＷ２ａおよびＷ２ｂを順次選択してノズル４３から２回に分けてインクを噴射させて第６ドットを記録媒体Ｓ上に形成する場合の波形パターンを示している。本実施形態における第２噴射駆動パルスＷ２は、それ単独で圧電振動子３２に印加されてノズル４３から噴射されるインクの量が７ｐｌになるように設計されている。そして、第６ドットを形成する際に第２噴射駆動パルスＷ２ａおよびＷ２ｂの組み合わせによってノズル４３から噴射されるインクの総量は１４ｐｌになることが望ましい。ところが、第２噴射駆動パルスは、上記第１噴射駆動パルスの波形と比較して予備膨張部ｐ２１の電位勾配θ２が急峻に設定され、これによりメニスカスの引き込み速度が高くなっている。このため、第２噴射駆動パルスを用いてインクを噴射した後の残留振動が、第１の噴射駆動パルスの場合よりも大きくなる。そして、この残留振動によってノズル４３におけるメニスカスの挙動が乱れ、これにより次に行うインク滴の噴射動作に悪影響を及ぼす虞がある。即ち、第２噴射駆動パルスＷ２ａおよびＷ２ｂの組み合わせによってノズル４３から噴射されるインクの総量が、上記の残留振動の影響を受けることで１４ｐｌにならない場合がある。したがって、同一の単位周期Ｔ１内で先に発生される第２噴射駆動パルスＷ２ａによってインクが噴射された後の残留振動を考慮して、当該第２噴射駆動パルスＷ２ａよりも後で発生する第２噴射駆動パルスＷ２ｂの時間軸状の配置位置を定める必要がある。即ち、第２噴射駆動パルスＷ２ａおよびＷ２ｂの組み合わせによってノズル４３から噴射されるインクの総量が、第２噴射駆動パルスを単独で用いてインクを噴射したときのインク量の倍に相当する１４ｐｌとなるように、第２噴射駆動パルスＷ２ａと第２噴射駆動パルスＷ２ｂとの間隔Δｔａを定めることが望ましい。この間隔Δｔａに関し、先に発生する第２噴射駆動パルスＷ２ａによるインク噴射後の残留振動が、後に発生する第２噴射駆動パルスＷ２ｂによるインクの噴射に及ぼす悪影響を抑制する観点から、Δｔａを可及的に広げることが望ましいが、単にΔｔａを広げると当該残留振動の位相によっては所望のインク総量が得られない場合がある。また、本実施形態においては、単位周期Ｔ１をできるだけ短縮して印刷速度の向上を図りつつ、駆動信号内に複数種類の噴射駆動パルスおよび微振動駆動パルスを含ませる構成（第２噴射駆動パルスＷ２ａ，Ｗ２ｂの後に他の駆動パルスが発生される構成）を採用しているため、間隔Δｔａの設定には制約が生じる。したがって、この制約の範囲内でより最適な間隔Δｔａを定める必要性がある。

図９は、第２噴射駆動パルスＷ２ａおよびＷ２ｂの組み合わせによってノズル４３から噴射されるインクの総量の変化（本発明の対策前）を示すグラフである。このグラフの横軸は第２噴射駆動パルスＷ２ａと第２噴射駆動パルスＷ２ｂとの間隔Δｔａであり、縦軸は同一周期Ｔ１内でこれらの第２噴射駆動パルスＷ２ａ，Ｗ２ｂを用いてインクを２回に分けて噴射させたときの総量（重量）である。なお、同図では、環境温度（具体的には、温度センサーで検出される温度）が１５℃、２５℃、及び４０℃のときの変化がそれぞれ示されている。同図に示すように、間隔Δｔａを変化させると、インクの総量が周期的に増減することが分かる。この変化の周期は、圧力室４１内のインクに生じる固有振動の周期に応じて概ね定まる。したがって、本実施形態のプリンター１では、仕様上の基準温度が２５℃に定められ、この基準温度において総量が可及的に１４ｎｇ（１４ｐｌ）に近い値（例えば±０．１の範囲内）となるようにパルス間の間隔Δｔａが設定されている。より具体的には、Δｔａ＝１９μｓに設定されている。

ここで、上記プリンター１では、環境温度（プリンター内部、特に記録ヘッド８のノズル４３近傍の温度）が変化した場合、この温度の変化に伴ってインクの粘度が変化する。具体的には、基準温度よりも高温になった場合（例えば、４０℃の場合）にはインク粘度が基準温度のときよりも低下する。このため、温度変化に関して何等対策を施していない第２噴射駆動パルスＷ２ａおよびＷ２ｂの組み合わせを用いてノズル４３からインクを噴射したときのインク総量が、基準温度のときよりも増加してしまう。図９の例では、４０℃のときのインク総量は１５．５ｎｇ（＋１１％）となる。逆に、基準温度よりも低温になった場合（例えば、１５℃の場合）、インクの粘度が基準温度のときよりも高くなるので、第２噴射駆動パルスＷ２ａおよびＷ２ｂの組み合わせを用いてノズル４３からインクを噴射したときのインク総量が、基準温度の場合よりも低下する。図９の例では、１５℃のときのインク総量は１３．５ｎｇ（−４％）となる。

このため、本実施形態におけるプリンターコントローラー７および駆動信号生成回路４は、本発明における波形補正手段として機能し、温度センサーからの検出温度に基づいて第２噴射駆動パルスＷ２ａおよびＷ２ｂの何れか一方の波形を補正し、第２噴射駆動パルスＷ２ａおよびＷ２ｂの組み合わせによって噴射されるインクの総量が、環境温度に拘わらず１４ｎｇにできるだけ近い値となるように調整する。具体的には、第２噴射駆動パルスＷ２ａおよびＷ２ｂのうち、第６ドットを形成するときに第２噴射駆動パルスＷ２ａとの組み合わせでのみ選択される第２噴射駆動パルスＷ２ｂの波形が温度センサーの検出温度に応じて補正される。波形の補正方法としては、大きく分けて、第２噴射駆動パルスＷ２ｂを構成する波形要素の発生時間幅（波形要素の始端から終端までの時間）を調整する方法と、駆動電圧Ｖｄ２（第２膨張電位ＶＨ２と第２収縮電位ＶＬ２の電位差）を調整する方法と、の２通りがある。なお、第２噴射駆動パルスＷ２ｂの補正は、第２噴射駆動パルスＷ２ａの波形のパラメーター（波形要素の時間幅や駆動電圧）を基準として行われる。本実施形態では、基準温度における第２噴射駆動パルスＷ２ｂの波形は、第２噴射駆動パルスＷ２ａの波形と同一に設定される。

図１０は、第２噴射駆動パルスＷ２ｂの波形の補正の具体例を示す表である。なお、当該表における「増加比率」は、第２噴射駆動パルスＷ２ａと補正前（第２噴射駆動パルスＷ２ａと同一波形）の第２噴射駆動パルスＷ２ｂとを組み合わせてインクを噴射したときに得られるインク量（１４．１ｎｇ。以下、目標総量）に対する、第２噴射駆動パルスＷ２ａと補正後の第２噴射駆動パルスＷ２ｂとを組み合わせてインクを噴射したときに得られるインク量（即ち、総量）の比率である。なお、この表で示されている各インク重量は、何れも基準温度のときの値である。また、第２噴射駆動パルスＷ２ａと第２噴射駆動パルスＷ２ｂとの間隔Δｔａは、基準温度において両パルスの組み合わせでインクを噴射したときに得られるインク量が１４．１ｎｇとなるような値で一定である。そして、図１０（ａ）〜（ｆ）は、以下で説明する（ａ）〜（ｆ）の補正方法にそれぞれ対応している。

まず、波形要素の時間幅を調整する方法について説明する。
波形要素の時間幅を調整する方法としては、以下の５通りがある。なお、いずれの場合も駆動電圧Ｖｄ２は一定である。
（ａ）予備膨張部ｐ２１の時間幅Ｐｗｃ、膨張ホールド部ｐ２２の時間幅Ｐｗｈ、及び、第１収縮部ｐ２３の時間幅ｐｗｄをそれぞれ同じ補正量だけ変える。
（ｂ）予備膨張部ｐ２１の時間幅Ｐｗｃと膨張ホールド部ｐ２２の時間幅Ｐｗｈとの合計（Ｐｗｃ＋Ｐｗｈ）を変更することなく、予備膨張部ｐ２１の時間幅Ｐｗｃと膨張ホールド部ｐ２２の時間幅Ｐｗｈの比率を変える。
（ｃ）予備膨張部ｐ２１の時間幅Ｐｗｃのみを変える。
（ｄ）膨張ホールド部ｐ２２の時間幅Ｐｗｈのみを変える。
（ｅ）第１収縮部ｐ２３の時間幅ｐｗｄのみを変える。

（ａ）に関し、第２噴射駆動パルスＷ２ａの波形の基本パラメーター（Ｐｗｃ＝３．４、Ｐｗｈ＝２．２、Ｐｗｄ＝１．３、Ｐｗｃ＋Ｐｗｈ＝５．６）に対し、図１０（ａ）の例１では、第２噴射駆動パルスＷ２ｂのＰｗｃ及びＰｗｄがそれぞれ０．２μｓだけ長く、Ｐｗｈが０．４μｓだけ長くなるように補正されている。これにより、第２噴射駆動パルスＷ２ｂの全体の時間幅が、０．８μｓだけ長くなっている（Ｐｗｃ＋Ｐｗｈは０．６μｓ増加。）。この場合、第２噴射駆動パルスＷ２ａと補正後の第２噴射駆動パルスＷ２ｂとを組み合わせてインクを噴射したときに得られるインク量が１３．３ｎｇとなり、目標総量と比較して６％低下する。また、図１０（ａ）の例２では、第２噴射駆動パルスＷ２ｂのＰｗｃ、Ｐｗｈ、及びＰｗｄが、それぞれ０．２μｓだけ短くなるように補正されている。これにより、第２噴射駆動パルスＷ２ｂの全体の時間幅が、０．６μｓだけ短くなっている（Ｐｗｃ＋Ｐｗｈは０．４μｓ短縮。）。この場合、第２噴射駆動パルスＷ２ａと補正後の第２噴射駆動パルスＷ２ｂとを組み合わせてインクを噴射したときに得られるインク量が１４．９ｎｇとなり、目標総量と比較して６％増加する。このように、Ｐｗｃ、Ｐｗｈ、及びＰｗｄをそれぞれ基準よりも増加させた場合、電位変化が緩やかになるので、インク量が低下する傾向となる。逆に、Ｐｗｃ、Ｐｗｈ、及びＰｗｄをそれぞれ基準よりも低下させた場合、電位変化が急峻になるので、インク量が増加する傾向となる。

（ｂ）に関し、図１０（ｂ）の例１では、第２噴射駆動パルスＷ２ｂのＰｗｃとＰｗｈとの合計（Ｐｗｃ＋Ｐｗｈ）を５．６μｓで維持したまま、ＰｗｃとＰｗｈの比率を変えるように補正されている。より具体的には、第２噴射駆動パルスＷ２ａにおけるＰｗｃに対するＰｗｈの比率が０．６５であるのに対し、補正後の第２噴射駆動パルスＷ２ｂにおけるＰｗｃに対するＰｗｈの比率が１となっている。このように補正した場合、第２噴射駆動パルスＷ２ａと補正後の第２噴射駆動パルスＷ２ｂとを組み合わせてインクを噴射したときに得られるインク量が１３．８ｇとなり、目標総量と比較して２％低下する。

（ｃ）に関し、図１０（ｃ）の例１では、第２噴射駆動パルスＷ２ｂのＰｗｃが０．６μｓだけ長くなるように補正されている。この場合、第２噴射駆動パルスＷ２ａと補正後の第２噴射駆動パルスＷ２ｂとを組み合わせてインクを噴射したときに得られるインク量が１３．５ｎｇとなり、目標総量と比較して４％低下する。また、図１０（ｃ）の例２では、第２噴射駆動パルスＷ２ｂのＰｗｃが０．６μｓだけ短くなるように補正されている。この場合、第２噴射駆動パルスＷ２ａと補正後の第２噴射駆動パルスＷ２ｂとを組み合わせてインクを噴射したときに得られるインク量が１４．７ｎｇとなり、目標総量と比較して４％増加する。このように、Ｐｗｃを基準よりも増加させた場合、電位変化が緩やかになるので、インク量が低下する傾向となる。逆に、Ｐｗｃを基準よりも低下させた場合、電位変化が急峻になるので、インク量が増加する傾向となる。

（ｄ）に関し、図１０（ｄ）の例１では、第２噴射駆動パルスＷ２ｂのＰｗｈが０．６μｓだけ長くなるように補正されている。この場合、第２噴射駆動パルスＷ２ａと補正後の第２噴射駆動パルスＷ２ｂとを組み合わせてインクを噴射したときに得られるインク量が１３．２ｎｇとなり、目標総量と比較して７％低下する。また、図１０（ｄ）の例２では、第２噴射駆動パルスＷ２ｂのＰｗｈが０．６μｓだけ短くなるように補正されている。この場合、第２噴射駆動パルスＷ２ａと補正後の第２噴射駆動パルスＷ２ｂとを組み合わせてインクを噴射したときに得られるインク量が１４．７ｎｇとなり、目標総量と比較して４％増加する。このように、Ｐｗｈを増減させた場合、予備膨張部ｐ２１が圧電振動子３２に印加された後に第１収縮部ｐ２３が圧電振動子３２に印加されるタイミングが変わるので、当該タイミングにおけるメニスカスの振動状態（振幅及び位相）異なり、これによりインク量が変化する。

（ｅ）に関し、図１０（ｅ）の例１では、第２噴射駆動パルスＷ２ｂのＰｗｄが基準よりも０．６μｓ長くなるように補正されている。この場合、第２噴射駆動パルスＷ２ａと補正後の第２噴射駆動パルスＷ２ｂとを組み合わせてインクを噴射したときに得られるインク量が目標総量と比較して６％低下する。また、図１０（ｅ）の例２では、第２噴射駆動パルスＷ２ｂのＰｗｄが基準よりも０．６μｓ短くなるように補正されている。この場合、第２噴射駆動パルスＷ２ａと補正後の第２噴射駆動パルスＷ２ｂとを組み合わせてインクを噴射したときに得られるインク量が目標総量と比較して８％増加する。このように、Ｐｗｄを基準より長くするほど電位変化が緩やかになるので、インク量が低下する傾向となり、逆に、Ｐｗｄを基準よりも短くするほど電位変化が急峻になるので、インク量が増加する傾向となる。

次に、（ｆ）として、駆動電圧Ｖｄ２（第２膨張電位ＶＨ２と第２収縮電位ＶＬ２の電位差）を調整する方法について説明する。この場合、各波形要素の時間幅は基準の値で一定である。図１０（ｆ）の例１に示すように、第２噴射駆動パルスＷ２ｂの駆動電圧Ｖｄ２を基準値である２２Ｖから２３Ｖに１Ｖ上昇させた場合、第２噴射駆動パルスＷ２ａと補正後の第２噴射駆動パルスＷ２ｂとを組み合わせてインクを噴射したときに得られるインク量が目標総量と比較して７％増加する。このように、駆動電圧Ｖｄを基準より増加させるほどインク量が増加する。また、例示しないが駆動電圧Ｖｄを基準より低下させるほどインク量が低下する。

そして、本実施形態におけるプリンターコントローラー７および駆動信号生成回路４は、温度センサーからの検出温度に基づき、上記（ａ）〜（ｆ）の何れかの方法（又は組み合わせ）を採用して、第２噴射駆動パルスＷ２ｂの波形を補正する。環境温度の変化に対する第２噴射駆動パルスＷ２ｂのパラメーターの補正量に関し、当該温度と補正量とを対応付けたテーブルをメモリー２６等に予め記憶させておく。そして、プリンターコントローラー７は、当該メモリー２６に記憶されているテーブルを参照して、検出温度に対応する補正量だけ第２噴射駆動パルスＷ２ｂの波形を補正する。なお、検出温度と補正量とを対応付けたテーブルを用いる構成には限られず、検出温度から補正量を算出する計算式を用いる構成を採用することもできる。このように、環境温度に応じた補正を行うことにより、第２噴射駆動パルスＷ２ａおよびＷ２ｂの組み合わせによって噴射されるインクの総量が、環境温度に拘わらず目標総量に近づけられる。その結果、記録媒体Ｓに形成される第６ドットの大きさや位置が環境温度に応じてばらつくことが抑制される。これにより、記録媒体Ｓに記録される画像等の粒状性が改善され、画質の低下が防止される。

また、第２噴射駆動パルスＷ２ａおよび第２噴射駆動パルスＷ２ｂのうち、一方の第２噴射駆動パルスＷ２ｂの波形のみを補正するように構成されたので、即ち、第２噴射駆動パルスＷ２ａについては補正しないので、単位周期Ｔ１内で第２噴射駆動パルスＷ２ａのみを選択して圧電振動子３２に印加してノズルからインクを噴射するとき（第４ドットを形成するとき）のインク量が不必要に変動することが防止される。また、２つの駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２のうち第１駆動信号ＣＯＭ１のみを補正すれば済み、第２駆動信号ＣＯＭ２の補正は不要であるので、補正処理や回路構成の簡略化に寄与することができる。
なお、第２噴射駆動パルスＷ２ａおよび第２噴射駆動パルスＷ２ｂのうち、第２噴射駆動パルスＷ２ａの波形のみを環境温度に応じて補正し、第２噴射駆動パルスＷ２ｂについては補正しない構成を採用することもできる。この構成においても上記実施形態と同様に、第２噴射駆動パルスＷ２ａおよびＷ２ｂの組み合わせによって噴射されるインクの総量を環境温度に拘わらず目標総量に近づけることができる。

なお、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、本発明における噴射駆動パルスの一例として、図５に例示したものを説明したが、噴射駆動パルスの形状や駆動信号における各噴射駆動パルスの配置は例示したものに限られない。
図１１は、本発明の他の実施形態における駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の構成を説明する波形図である。なお、上記第１実施形態における各駆動パルスと同一波形の駆動パルスに対しては、対応する駆動パルスと同一の符号が付されている。
本実施形態では、図５に例示した各駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の場合よりも噴射駆動パルスの種類が削減されている。即ち、上記第１実施形態では、微振動パルスＷ６を含む６種類の駆動パルスを用いて１つの画素に対して７種類の大きさのドットを形成し、１画素を８階調で表現する構成を例示したのに対し、本実施形態では、微振動パルスＷ６を含む４種類の駆動パルスを用いて１つの画素に対して５種類の大きさのドットを形成し、１画素を６階調で表現する構成が採用されている。本実施形態においても、温度センサーからの検出温度に基づき、上記（ａ）〜（ｆ）の何れかの方法を採用して、第２噴射駆動パルスＷ２ｂの波形を補正することにより、第２噴射駆動パルスＷ２ａおよびＷ２ｂの組み合わせによって噴射されるインクの総量が、環境温度に拘わらず目標総量に近づけられる。その結果、記録媒体Ｓに形成される第６ドットの大きさや位置が環境温度に応じてばらつくことが抑制される。なお、他の構成については、上記第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

また、上記各実施形態では、記録媒体Ｓに対して記録ヘッド８を移動させながらインクの噴射を行う構成を例示したが、これには限られない。例えば、記録ヘッド８の位置を固定した状態で、当該記録ヘッド８に対して記録媒体Ｓを移動させながらインクの噴射を行う構成を採用することもできる。要は、記録ヘッド８と記録媒体Ｓとが相対移動しながらインクを噴射して記録媒体Ｓにインクを着弾させる構成であれば、本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、圧力発生手段として、所謂縦振動型の圧電振動子３２を例示したが、これには限られず、例えば、所謂撓み振動型の圧電振動子を採用することも可能である。この場合、上記実施形態で例示した駆動パルスＷに関し、電位の変化方向、つまり上下が反転した波形となる。
さらに、圧力発生手段としては圧電振動子には限らず、圧力室内に気泡を発生させる発熱素子や静電気力を利用して圧力室の容積を変動させる静電アクチュエーター等の各種圧力発生手段を用いる場合にも本発明を適用することができる。

そして、以上では、液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター１を例に挙げて説明したが、本発明は、複数の噴射駆動パルスを用いて液体の噴射を行う液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極製造装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置，ごく少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペットにも適用することができる。

１…プリンター，２…搬送機構，３…キャリッジ用移動機構，４…駆動信号生成回路，６…検出器群，７…プリンターコントローラー，８…記録ヘッド，１１…ヘッド制御部，１２…キャリッジ，１６…プラテン，３２…圧電振動子，４１…圧力室，４３…ノズル，Ｓ…記録媒体

Claims (6)

1. 圧力発生手段の駆動によってノズルから液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、
   前記圧力発生手段を駆動して液体を噴射させるための駆動パルスを含む複数の駆動信号を一定の周期で繰り返し発生可能な駆動信号生成手段と、
   前記駆動信号生成手段から発生される駆動信号に含まれる駆動パルスを前記圧力発生手段に対して選択的に印加する制御を行う選択制御手段と、
   液体噴射装置内部の温度を検出する温度検出手段と、
   前記駆動信号生成手段から発生される駆動信号に含まれる駆動パルスの波形を補正させる波形補正手段と、
   を備え、
   前記駆動信号生成手段は、第１駆動パルスを含む第１駆動信号と、同一繰り返し周期内で前記第１駆動パルスよりも先に発生する第２駆動パルスを含む第２駆動信号と、を発生し、
   前記選択制御手段は、同一繰り返し周期内で前記第２駆動パルスおよび前記第１駆動パルスをこの順で選択可能に構成され、
   前記波形補正手段は、前記温度検出手段によって検出される温度に応じて、前記第１駆動パルス又は前記第２駆動パルスのうち何れか一方の波形を補正することを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記第１駆動パルスおよび前記第２駆動パルスは、電位が第１の極性側に変化する第１の変化要素と、当該第１の変化要素の終端電位を一定時間維持する維持要素と、当該維持要素の終端電位から前記第１の極性とは反対の第２の極性側に電位が変化する第２の変化要素と、を少なくとも含み、
   前記波形補正手段は、前記駆動信号生成手段に、前記第１の変化要素、前記維持要素、及び前記第２の変化要素の少なくとも何れか１つの時間幅を変更させることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記波形補正手段は、前記駆動信号生成手段に、駆動パルスの最低電位から最高電位までの電位差である駆動電圧を変更させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 前記第１駆動パルスは、前記第２駆動パルスとの組み合わせでのみ選択される駆動パルスであり、
   前記波形補正手段は、前記温度検出手段によって検出される温度に応じて前記第２駆動パルスの波形を前記駆動信号生成手段に補正させることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の液体噴射装置。
5. 前記各駆動信号は、前記第１駆動パルス及び前記第２駆動パルスの他に、噴射される液体の量が最も多い最大駆動パルスを繰り返し周期内にそれぞれ１つずつ合計２つ含み、また、前記第１駆動パルス又は前記第２駆動パルスによって個別に噴射される液体の量よりも噴射される液体の量が少ない１つ又は複数の他の駆動パルスを繰り返し周期内にそれぞれ含み、
   同一繰り返し周期内における前記第１駆動信号の前記最大駆動パルスと前記第２駆動信号の前記最大駆動パルスとの発生間隔が、前記第１駆動パルスと前記第２駆動パルスとの発生間隔よりも、前記繰り返し周期の半分に近く、且つ、前記繰り返し周期内における前記第１駆動パルスと前記第２駆動パルスとの発生間隔は、前記繰り返し周期内における最大駆動パルス同士の発生間隔よりも短く、
   前記繰り返し周期内において前記第１駆動パルスおよび前記第２駆動パルスの後に他の駆動パルス又は最大駆動パルスの一方が発生することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の液体噴射装置。
6. 圧力発生手段の駆動によってノズルから液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、前記圧力発生手段を駆動して液体を噴射させるための駆動パルスを含む複数の駆動信号を一定の周期で繰り返し発生可能な駆動信号生成手段と、前記駆動信号生成手段から発生される駆動信号に含まれる駆動パルスを前記圧力発生手段に対して選択的に印加する制御を行う選択制御手段と、液体噴射装置内部の温度を検出する温度検出手段と、前記駆動信号生成手段から発生される駆動信号に含まれる駆動パルスの波形を補正させる波形補正手段と、を備え、前記駆動信号生成手段が、第１駆動パルスを含む第１駆動信号と、同一繰り返し周期内で前記第１駆動パルスよりも先に発生する第２駆動パルスを含む第２駆動信号と、を発生し、前記選択制御手段が、同一繰り返し周期内で前記第２駆動パルスおよび前記第１駆動パルスをこの順で選択可能に構成された液体噴射装置の制御方法であって、
   前記温度検出手段によって検出される温度に応じて、前記第１駆動パルス又は前記第２駆動パルスのうち何れか一方の波形を補正することを特徴とする液体噴射装置の制御方法。

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