JP2013169724A - インクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インク吐出後の残留振動を適確に抑制し、良好な画像形成を可能とするインクジェットヘッドおよび該ヘッドを備えるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】一実施形態に係るインクジェットヘッドは、インクが充填される圧力室と、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータと、前記圧力室の容積の変化に伴い、前記圧力室内のインクを吐出するノズルと、前記インクの温度を検出する温度センサと、前記圧力室の容積を拡張するための拡張パルス、前記圧力室の容積を収縮するための第１収縮パルス、および前記圧力室の容積を収縮するための第２収縮パルスが順に含まれる吐出波形を前記アクチュエータに対する駆動信号として出力するとともに、前記第２収縮パルスのパルス幅または電圧値を前記温度センサによって検出される温度が高くなるにつれて小さくするコントローラと、を備えている。
【選択図】図８

Description

本発明の実施形態は、インクを吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置に関する。

インクジェット方式の記録装置等に用いられるインクジェットヘッドは、複数のノズルから選択的にインクを吐出させることで、記録媒体に画像を形成する。

また、インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出させる方法として、ノズル毎に設けた圧力室の容積をアクチュエータによって変化させ、この容積変化に伴い上記圧力室内のインクをノズルから吐出させる方法がある。

上記手法にてノズルからインクを吐出させると、圧力室内のインクに振動が発生し、この振動（以下、残留振動）によって後のインク吐出が悪影響を受ける事態が想定される。このような事態は、残留振動が減衰し易いようにアクチュエータを動作させる電圧の波形を構成することで緩和される。

しかしながら、インクの粘度は温度が高くなるにつれて上昇し、これに伴いインクの残留振動の減衰態様も変化するため、一通りの波形の電圧にてアクチュエータを駆動するのみでは適切に圧力室内の残留振動を抑制できないとの問題がある。

特開２００９−１５４４９３号公報

本発明が解決しようとする課題は、インク吐出後の残留振動を適確に抑制し、良好な画像形成を可能とするインクジェットヘッドおよび該ヘッドを備えるインクジェット記録装置を提供することである。

一実施形態に係るインクジェットヘッドは、インクが充填される圧力室と、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータと、前記圧力室の容積の変化に伴い、前記圧力室内のインクを吐出するノズルと、前記インクの温度を検出する温度センサと、前記圧力室の容積を拡張するための拡張パルス、前記圧力室の容積を収縮するための第１収縮パルス、および前記圧力室の容積を収縮するための第２収縮パルスが順に含まれる吐出波形を前記アクチュエータに対する駆動信号として出力するとともに、前記第２収縮パルスのパルス幅または電圧値を前記温度センサによって検出される温度が高くなるにつれて小さくするコントローラと、を備えている。

第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の要部構成を示す図。 同実施形態に係るインクジェットヘッドの構成を示す図。 図２におけるＡ−Ａ断面図。 同実施形態に係る吐出波形を示す図。 同実施形態に係るノズルからインク滴が吐出される様子を示す図。 同実施形態に係る圧力室内の残留振動の様子を示す図。 第２収縮パルスのパルス幅とインク滴の吐出速度との関係を示す図。 同実施形態に係る吐出波形を温度別に示す図。 第２の実施形態に係る吐出波形を温度別に示す図。 マルチドロップ方式におけるインク吐出の問題点を説明するための図。 第３の実施形態に係る３ドロップ分の吐出波形を示す図。 第４の実施形態に係る３ドロップ分の吐出波形を示す図。

以下、第１〜第４の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るインクジェット記録装置１の要部構成を示すブロック図である。

本実施形態に係るインクジェット記録装置１は、制御の中枢として機能するＣＰＵ（Central Processing Unit）２を備える。このＣＰＵ２には、ＣＰＵバス３を介してＲＯＭ（Read Only Memory）４、ＲＡＭ（Random Access Memory）５、データメモリ６、入力ポート７、インターフェース８、駆動信号制御回路９（コントローラ）、ヘッドメンテナンス制御回路１０、およびメディア搬送制御回路１１等が接続されている。また、入力ポート７には操作パネル１２が接続され、駆動信号制御回路９には温度センサ１３とヘッド１４が接続され、ヘッドメンテナンス制御回路１０にはヘッドメンテナンス装置１５が接続され、メディア搬送制御回路１１にはメディア搬送装置１６（搬送装置）が接続されている。

ＣＰＵ２は、インクジェット記録装置１の制御に関わる各種の処理を実行する。ＲＯＭ４には、ＣＰＵ２に実行させて各種の処理を実現する制御プログラムや、該処理に用いる固定値等が記憶されている。ＲＡＭ５には、処理場面に応じて各種の作業用記憶領域が形成される。

データメモリ６には、例えばインクジェット記録装置１の外部から入力される画像データや、この画像データに含まれる各画素をインク滴の吐出回数（ドロップ数）に変換した階調値データの集合体である展開データ等が記憶される。

操作パネル１２は、各種操作ボタンやタッチパネル付きのディスプレイ等で構成され、印刷の開始や印刷条件の設定等に関わる情報の入力に使用されるとともに、インクジェット記録装置１の制御状態を上記ディスプレイへの表示によって報知する。

インターフェース８には、例えばホストコンピュータ等の外部機器と通信するためのケーブル等が接続される。

駆動信号制御回路９、温度センサ１３、およびヘッド１４は、本実施形態に係るインクジェットヘッド１００を構成する。駆動信号制御回路９、温度センサ１３、およびヘッド１４の詳細については、図２，図３の説明にて後述する。

ヘッドメンテナンス装置１５は、ヘッド１４に向けて移動し、ヘッド１４のノズル面を清掃する。ヘッドメンテナンス制御回路１０は、ヘッドメンテナンス装置１５を制御する。

メディア搬送装置１６は、例えば、図示せぬ用紙カセットに収納された記録媒体である用紙をピックアップするピックアップローラ、該ローラにてピックアップされた用紙を外周面に吸着してヘッド１４によるインク吐出位置に搬送する吸着ドラム、ヘッド１４により画像が形成された後の用紙を該ドラムから剥離する剥離機構、該剥離機構により剥離された用紙を図示せぬ排紙トレイへと排紙する排紙ローラ等で構成される。メディア搬送制御回路１１は、メディア搬送装置１６が備える各部を制御する。

次に、インクジェットヘッド１００を構成する各部の詳細について説明する。
図２の断面図に示すように、ヘッド１４は、インクカートリッジ等のインク供給源に接続したインク流入口１０１、このインク流入口１０１に流入するインクを収容する共通圧力室１０２、この共通圧力室１０２内のインクが充填される複数の圧力室１０３、これら圧力室１０３と共通圧力室１０２とを仕切る隔壁１０４、各圧力室１０３にそれぞれ連通するインク吐出用の複数のノズル１０５、各圧力室１０３の一壁面を形成する複数の振動板１０６、これら振動板１０６上にそれぞれ配置した複数の圧電素子１０７等を備えている。上記温度センサ１３は、共通圧力室１０２内のインクの温度を検出できる位置に設けられている。上記駆動信号制御回路９は、振動板１０６および温度センサ１３に接続されている。

図２のＡ−Ａ線に沿う断面を矢印方向に見たのが図３である。すなわち、各圧力室１０３は、それぞれ隔壁１０８を介して隣り合う。

各振動板１０６および各圧電素子１０７により、各圧力室１０３の容積を変化させる複数のアクチュエータが構成される。

駆動信号制御回路９は、メディア搬送装置１６による用紙の搬送に同期して、データメモリ６に記憶された展開データの先頭ラインから順に、各ラインに含まれる各画素の階調値データに応じた数のインク滴を各ノズル１０５から吐出させる駆動電圧信号をそれぞれ対応する圧電素子１０７に出力する。

上記駆動電圧信号は、１つのインク滴を吐出させる吐出波形を複数組み合わせて構成される。本実施形態に係る吐出波形は、図４に示すように、圧力室１０３の容積を拡張するための拡張パルスＰ１、圧力室１０３の容積を拡張パルスＰ１による拡張から定常状態に復帰させるためのグラウンド電位（パルス休止）Ｐ２、圧力室１０３の容積を収縮するための第１収縮パルスＰ３、圧力室１０３の容積を第１収縮パルスＰ３による収縮から上記定常状態に戻すためのグラウンド電位（パルス休止）Ｐ４、圧力室１０３の容積を収縮するための第２収縮パルスＰ５、および圧力室１０３の容積を第２収縮パルスＰ５による収縮から上記定常状態に戻すためのグラウンド電位（パルス休止）Ｐ６を順に含む。本実施形態では、４階調のマルチドロップ方式を採用し、この吐出波形を最大で３回繰り返して同一のアクチュエータに出力することで、用紙上に１画素を形成する。

拡張パルスＰ１は負極性であり、第１収縮パルスＰ３および第２収縮パルスＰ５は正極性である。但し、拡張パルスＰ１と第１収縮パルスＰ３および第２収縮パルスＰ５の極性を入れ替え、正極性の拡張パルスＰ１にて圧力室１０３の容積が拡張し、負極性の第１収縮パルスＰ３および第２収縮パルスＰ５にて圧力室１０３の容積が収縮するようにアクチュエータを構成してもよい。

拡張パルスＰ１のパルス幅（期間）はＴ１、グラウンド電位Ｐ２の期間はＴ２、第１収縮パルスＰ３のパルス幅（期間）はＴ３、グラウンド電位Ｐ４の期間はＴ４、第２収縮パルスＰ５のパルス幅（期間）はＴ５、グラウンド電位Ｐ６の期間はＴ６である。拡張パルスＰ１の始点から第１収縮パルスＰ３の終点までの期間（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）は、圧力室１０３内のインクと圧力室１０３との共振周期の半値（＝ＡＬ）以下に設定され、拡張パルスＰ１の始点から第１収縮パルスＰ３の終点までの期間の中間点から第２収縮パルスＰ５の中間点までの期間は、上記共振周期（＝２ＡＬ）以下に設定されている。上記共振周期は、圧力室１０３の構造やインクの特性等によって決まるもので、ヘルムホルツ共振周期と称される。

当該吐出波形が圧電素子１０７に入力された際に、当該圧電素子１０７に対応するノズル１０５からインク滴が吐出される様子を図５に示している。吐出波形入力前の状態においては、ノズル１０５内に形成されたインクのメニスカスが静止している（時間ｔ１）。その後、例えば３ドロップ分の吐出波形が連続して圧電素子１０７に入力されるとすると、１つ目の吐出波形の入力開始後からノズル１０５内のメニスカスが振動し始め（時間ｔ２，ｔ３）、３つの吐出波形が圧電素子１０７に入力され終えた頃に、１つ目の吐出波形に応じたアクチュエータの動作により圧力室１０３内に生じた圧力波の影響により、１滴目のインク滴がノズル１０５から吐出される（時間ｔ４）。さらにその後、２つ目，３つ目の吐出波形に応じたアクチュエータの動作により圧力室１０３内に生じた圧力波の影響により、２滴目，３滴目のインク滴がノズル１０５から吐出され（時間ｔ５，ｔ６）、３つのインク滴が空中で一体化して（時間ｔ７）、記録媒体に着弾する。なお、ここで説明した吐出波形の圧電素子１０７への入力タイミングとノズル１０５から吐出されるインク滴との関係はあくまで一例であり、実際には圧力室１０３やノズル１０５の形状、吐出波形の形状、インクの種別等の種々の条件によって当該関係が変化する。

図６は、上記のような吐出波形を圧電素子１０７に与えてインクをノズル１０５から吐出させた際の圧力室１０３内の残留振動の様子を、インクの温度が低温、常温、高温である場合のそれぞれについて示したグラフである。この図において、横軸は時間（μｓ）であり、縦軸は定常時における圧力からの変位（任意単位）である。残留振動はインクの粘度が高いほど小さくなる。また、インクの粘度はインクの温度が高いほど小さくなる。したがって、当該グラフからも明らかなように、インクの温度が高温であるほど残留振動が減衰し難くなる。そのため、インクの温度が高まるほど、インクの特性に合せて吐出波形に含まれる各パルスのパルス幅、電圧、圧電素子１０７への入力タイミング等をシビアに調整し、残留振動を取り除く必要がある。

ここで、第２収縮パルスＰ５のパルス幅Ｔ５と残留振動の関係について説明する。図７は、３ドロップ分の吐出波形をアクチュエータに供給した際にノズル１０５から吐出されるインク滴の吐出速度と、パルス幅Ｔ５との関係を、インクの温度が低温、常温、高温である場合のそれぞれについて実験的に測定した結果を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸は第２収縮パルスＰ５のパルス幅Ｔ５（μｓ）であり、縦軸はノズル１０５から吐出するインク滴の吐出速度（任意単位）である。測定範囲は、０（μｓ）＜パルス幅Ｔ５＜ＡＬ（μs）の範囲内で定めてある。なお、具体的な吐出速度は、インクの種別、圧力室１０３やノズル１０５の形状、アクチュエータの性能等によって変化する。

インク滴の吐出速度は、低温、常温、高温ともにパルス幅Ｔ５が大きくなるにつれて増加する傾向にある。この傾向は、１つの吐出波形に対応するアクチュエータの動作で生じた振動を当該動作内で打ち消せなかったために生じる残留振動の影響により、圧力室１０３内の圧力が増幅され、吐出エネルギーが大きくなることに起因して生じる。

すなわち、パルス幅Ｔ５を長くするほど吐出効率が高くなるが、残留振動も大きくなる。反対に、パルス幅Ｔ５を短くするほど吐出効率が低くなるが、残留振動も小さくなる。なお、吐出効率は、例えばアクチュエータへの入力エネルギーに対するインク滴の吐出エネルギーの割合である。

残留振動は、後のインク滴の吐出に悪影響を及ぼす虞がある。インクの温度が低い場合には、図６に示した通り残留振動が減衰し易いので、吐出速度を早めるべくある程度パルス幅Ｔ５を長くしても後のインク滴の吐出に影響が及びにくい。一方、インクの温度が高い場合には、図６に示した通り残留振動が減衰しにくいので、パルス幅Ｔ５を短くして残留振動を抑える必要がある。

以上説明したパルス幅Ｔ５、残留振動、吐出速度の関係を考慮し、インクの温度に応じて最適な残留振動の抑制効果と吐出速度を得るべく、本実施形態においては図８に示すように吐出波形に含まれる第２収縮パルスＰ５のパルス幅Ｔ５を、温度センサ１３によって検出される温度が高くなるにつれて小さくする。

図８は、温度Ｓ１（低温）、温度Ｓ２（常温：Ｓ１＜Ｓ２）、温度Ｓ３（高温：Ｓ２＜Ｓ３）の場合のそれぞれにおいて生成される吐出波形を示している。第２収縮パルスＰ５の温度Ｓ１におけるパルス幅をＴ５ａ、温度Ｓ２におけるパルス幅をＴ５ｂ、温度Ｓ３におけるパルス幅をＴ５ｃとすると、Ｔ５ｃ＜Ｔ５ｂ＜Ｔ５ａの関係が成り立つ。インクの温度に対する第２収縮パルスＰ５のパルス幅Ｔ５は、例えば予め定めた計算式やテーブルに基づき、決定すればよい。これら計算式やテーブルは、例えば所望の吐出速度が得られる範囲内で残留振動が最も効率的に減衰されるパルス幅Ｔ５をインクの温度に基づいて決定できるように、実験的、経験的、あるいは理論的に定めればよい。なお、残留振動が最も効率的に減衰されるパルス幅Ｔ５は、インクの種別、圧力室１０３やノズル１０５の形状、アクチュエータの性能等によって変化する。したがって、上記計算式やテーブルを定めるに際してはこれらのパラメータも考慮する。

また、ヘルムホルツ共振周期の値は、インクの温度によって異なる。そこで、駆動信号制御回路９は、温度センサ１３によって検出されるインクの温度に基づいて、予め定められた計算式等を用いてヘルムホルツ共振周期の値を算出し、図４を用いて説明したＡＬと拡張パルスＰ１、グラウンド電位Ｐ２、第１収縮パルスＰ３との関係（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３≦ＡＬ）が満たされるように拡張パルスＰ１、グラウンド電位Ｐ２、第１収縮パルスＰ３の期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を調整する。あるいは、インクジェット記録装置１の使用環境として想定される温度範囲内で常に上記関係が満たされるよう、期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の値を固定的に定めておいてもよい。

さらに、駆動信号制御回路９は、温度センサ１３によって検出されるインクの温度に基づいて算出したヘルムホルツ共振周期の値に応じて、図４を用いて説明したＡＬと第２収縮パルスＰ５との関係、すなわち拡張パルスＰ１の始点から第１収縮パルスＰ３の終点までの期間の中間点から第２収縮パルスＰ５の中間点までの期間が２ＡＬ以下（（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）／２＋Ｔ４＋Ｔ５／２≦２ＡＬ）との関係が維持されるように、第２収縮パルスＰ５の出力タイミングを設定する。第２収縮パルスＰ５の出力タイミングは、例えばグラウンド電位Ｐ４の期間Ｔ４を調整することで設定すればよい。

以上説明したように、本実施形態に係るインクジェットヘッド１００ないしインクジェット記録装置１は、第２収縮パルスＰ５のパルス幅Ｔ５を温度センサ１３によって検出されるインクの温度が高くなるにつれて小さくする。その結果、所望の吐出速度を維持しつつも、インク吐出時に発生する圧力室１０３内の残留振動が温度によらずに適確に抑制され、良好な画像形成が可能となる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。
図１に示したインクジェット記録装置１の構成、図２，図３に示したインクジェットヘッド１００の構成、図４に示した吐出波形の構成等は第１の実施形態と同様である。
但し、本実施形態に係る駆動信号制御回路９は、温度センサ１３によって検出される温度が高くなるにつれて第２収縮パルスＰ５のパルス幅Ｔ５を小さくするのではなく、図９に示すように温度センサ１３によって検出される温度が高くなるにつれて第２収縮パルスＰ５の電圧値を低くする。

図７に示したグラフの横軸を第２収縮パルスＰ５の電圧値とした場合であっても、インクの温度が低温、常温、高温それぞれの場合の吐出速度は同図に示すラインと同様の関係を持つ。すなわち、いずれの温度においても第２収縮パルスＰ５の電圧値を大きくするほど吐出効率が高くなるが、残留振動も大きくなる。反対に、いずれの温度においても第２収縮パルスＰ５の電圧値を小さくするほど吐出効率が低くなるが、残留振動も小さくなる。さらに、第２収縮パルスＰ５の電圧値が一定の場合、インクの温度が高くなるにつれて吐出効率も高くなる。

このような関係から、インクの温度に応じて電圧値を調整した第２収縮パルスＰ５を適確なタイミングで吐出波形に組み込むことによっても、第１の実施形態と同様に残留振動を効率的に減衰させられることが判る。

図９は、温度Ｓ１（低温）、温度Ｓ２（常温：Ｓ１＜Ｓ２）、温度Ｓ３（高温：Ｓ２＜Ｓ３）の場合のそれぞれにおいて生成される吐出波形を示している。第２収縮パルスＰ５の温度Ｓ１における電圧値をＨ５ａ、温度Ｓ２における電圧値をＨ５ｂ、温度Ｓ３における電圧値をＨ５ｃとすると、Ｈ５ｃ＜Ｈ５ｂ＜Ｈ５ａの関係が成り立つ。インクの温度に対する第２収縮パルスＰ５の電圧値Ｈ５は、例えば予め定めた計算式やテーブルに基づき、決定すればよい。これら計算式やテーブルは、例えば所望の吐出速度が得られる範囲内で残留振動が最も効率的に減衰される電圧値Ｈ５をインクの温度に基づいて決定できるように、実験的、経験的、あるいは理論的に定めればよい。なお、残留振動が最も効率的に減衰される電圧値Ｈ５は、インクの種別、圧力室１０３やノズル１０５の形状、アクチュエータの性能等によって変化する。したがって、上記計算式やテーブルを定めるに際してはこれらのパラメータも考慮する。

また、駆動信号制御回路９は、温度センサ１３によって検出されるインクの温度に基づいて、予め定められた計算式等を用いてヘルムホルツ共振周期の値を算出し、図４を用いて説明したＡＬと拡張パルスＰ１、グラウンド電位Ｐ２、第１収縮パルスＰ３との関係（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３≦ＡＬ）が満たされるように拡張パルスＰ１、グラウンド電位Ｐ２、第１収縮パルスＰ３の期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を調整する。あるいは、インクジェット記録装置１の使用環境として想定される温度範囲内で常に上記関係が満たされるよう、期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の値を固定的に定めておいてもよい。

さらに、駆動信号制御回路９は、温度センサ１３によって検出されるインクの温度に基づいて算出したヘルムホルツ共振周期の値に応じて、図４を用いて説明したＡＬと第２収縮パルスＰ５との関係、すなわち拡張パルスＰ１の始点から第１収縮パルスＰ３の終点までの期間の中間点から第２収縮パルスＰ５の中間点までの期間が２ＡＬ以下（（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）／２＋Ｔ４＋Ｔ５／２≦２ＡＬ）との関係が維持されるように、第２収縮パルスＰ５の出力タイミングを設定する。第２収縮パルスＰ５の出力タイミングは、例えばグラウンド電位Ｐ４の期間Ｔ４を調整することで設定すればよい。

以上説明したように、本実施形態に係るインクジェットヘッド１００ないしインクジェット記録装置１は、第２収縮パルスＰ５の電圧値Ｈ５を温度センサ１３によって検出されるインクの温度が高くなるにつれて小さくする。その結果、第１の実施形態と同様に、所望の吐出速度を維持しつつも、インク吐出時に発生する圧力室１０３内の残留振動が温度によらずに適確に抑制され、良好な画像形成が可能となる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態について説明する。
マルチドロップ方式を採用して１画素を形成するにあたっては、残留振動に関する問題のほかに、１画素を形成するためにノズル１０５から吐出された複数のインク滴の着弾点のずれに関する問題も存在する。

この問題につき、図５，図１０を用いて説明する。図５の説明にて既述のように、ノズル１０５から吐出された複数のインク滴が空中で一体化した後（時間ｔ７）に記録媒体に着弾すれば、各インク滴の着弾点はずれることがなく、良好な多階調画像を記録媒体に形成することができる。しかしながら、先発のインク滴の吐出速度に比べて後発のインク滴の吐出速度が遅いと、図１０に示すように先発のインク滴と後発のインク滴とが一体化せず（時間ｔ７）、各インク滴の着弾点がずれて画質が劣化する虞がある。

これに鑑み、本実施形態では第１の実施形態と同様に第２収縮パルスＰ５のパルス幅Ｔ５を調整することで、後発のインク滴の吐出速度を早め、各インク滴を確実に一体化させる手法を開示する。図１に示したインクジェット記録装置１の構成、図２，図３に示したインクジェットヘッド１００の構成、図４に示した吐出波形の構成等は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図７に示した通り、３ドロップ分の吐出波形をアクチュエータに供給した場合において、インク滴の吐出速度は第２収縮パルスＰ５のパルス幅Ｔ５が大きくなるにつれて増加する傾向にある。この関係は、１ドロップ分の吐出波形をアクチュエータに供給した場合においてノズル１０５から吐出されるインク滴の吐出速度に関しても成り立つ。このような第２収縮パルスＰ５のパルス幅Ｔ５とインク滴の吐出速度との関係に基づき、本実施形態に係る駆動信号制御回路９は、図１１に示すように１画素を形成すべく連続して出力される吐出波形において、１ドロップ目のインク滴に対応する吐出波形に含まれる第２収縮パルスＰ５のパルス幅をＴ５ｄ、２ドロップ目のインク滴に対応する吐出波形に含まれる第２収縮パルスＰ５のパルス幅をＴ５ｅ（Ｔ５ｄ＜Ｔ５ｅ）、３ドロップ目のインク滴に対応する吐出波形に含まれる第２収縮パルスＰ５のパルス幅をＴ５ｆ（Ｔ５ｅ＜Ｔ５ｆ）に設定する。

また、駆動信号制御回路９は、第１，第２の実施形態と同様に温度センサ１３によって検出されるインクの温度に基づいてヘルムホルツ共振周期を算出し、１〜３ドロップ目のインク滴に対応する各吐出波形のいずれにおいても図４を用いて説明したＡＬと拡張パルスＰ１、グラウンド電位Ｐ２、第１収縮パルスＰ３との関係（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３≦ＡＬ）が満たされるように拡張パルスＰ１、グラウンド電位Ｐ２、第１収縮パルスＰ３の期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を調整する。あるいは、インクジェット記録装置１の使用環境として想定される温度範囲内で常に上記関係が満たされるよう、期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の値を固定的に定めておいてもよい。

さらに、駆動信号制御回路９は、温度センサ１３によって検出されるインクの温度に基づいて算出したヘルムホルツ共振周期の値に応じて、１〜３ドロップ目のインク滴に対応する各吐出波形のいずれにおいても図４を用いて説明したＡＬと第２収縮パルスＰ５との関係、すなわち拡張パルスＰ１の始点から第１収縮パルスＰ３の終点までの期間の中間点から第２収縮パルスＰ５の中間点までの期間が２ＡＬ以下（（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）／２＋Ｔ４＋Ｔ５／２≦２ＡＬ）との関係が維持されるように、第２収縮パルスＰ５の出力タイミングを設定する。第２収縮パルスＰ５の出力タイミングは、例えばグラウンド電位Ｐ４の期間Ｔ４を調整することで設定すればよい。

本実施形態のように、後発のインク滴に対応する吐出波形ほど第２収縮パルスＰ５のパルス幅Ｔ５を広げることで、後発のインク滴ほど吐出速度が早まり、各インク滴が着弾前に一体化し易くなる。このような手法は、０〜３ドロップにて１画素を表現する場合に限らず、より多くのドロップ数にて１画素を表現する場合やより少ないドロップ数にて１画素を表現する場合であっても適用可能である。

（第４の実施形態）
第４の実施形態について説明する。
図１に示したインクジェット記録装置１の構成、図２，図３に示したインクジェットヘッド１００の構成、図４に示した吐出波形の構成等は第１の実施形態と同様である。また、１画素を形成すべく連続して出力される各吐出波形に含まれる各第２収縮パルスＰ５を順次調整する点は、第３の実施形態と同様である。

但し、本実施形態に係る駆動信号制御回路９は、各吐出波形に含まれる各第２収縮パルスＰ５のパルス幅Ｔ５を変更するのではなく、図１２に示すように各第２収縮パルスＰ５の電圧値Ｈ５を後発のドロップに対応する吐出波形ほど高くする。

図１２は、１画素を形成すべく連続して出力される３つの吐出波形を示している。本実施形態に係る駆動信号制御回路９は、１ドロップ目のインク滴に対応する吐出波形に含まれる第２収縮パルスＰ５の電圧値をＨ５ｄ、２ドロップ目のインク滴に対応する吐出波形に含まれる第２収縮パルスＰ５の電圧値をＨ５ｅ（Ｈ５ｄ＜Ｈ５ｅ）、３ドロップ目のインク滴に対応する吐出波形に含まれる第２収縮パルスＰ５の電圧値をＨ５ｆ（Ｈ５ｅ＜Ｈ５ｆ）に設定する。

また、駆動信号制御回路９は、第１〜第３の実施形態と同様に温度センサ１３によって検出されるインクの温度に基づいてヘルムホルツ共振周期を算出し、１〜３ドロップ目のインク滴に対応する各吐出波形のいずれにおいても図４を用いて説明したＡＬと拡張パルスＰ１、グラウンド電位Ｐ２、第１収縮パルスＰ３との関係（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３≦ＡＬ）が満たされるように拡張パルスＰ１、グラウンド電位Ｐ２、第１収縮パルスＰ３の期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を調整する。あるいは、インクジェット記録装置１の使用環境として想定される温度範囲内で常に上記関係が満たされるよう、期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の値を固定的に定めておいてもよい。

さらに、駆動信号制御回路９は、温度センサ１３によって検出されるインクの温度に基づいて算出したヘルムホルツ共振周期の値に応じて、１〜３ドロップ目のインク滴に対応する各吐出波形のいずれにおいても図４を用いて説明したＡＬと第２収縮パルスＰ５との関係、すなわち拡張パルスＰ１の始点から第１収縮パルスＰ３の終点までの期間の中間点から第２収縮パルスＰ５の中間点までの期間が２ＡＬ以下（（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）／２＋Ｔ４＋Ｔ５／２≦２ＡＬ）との関係が維持されるように、第２収縮パルスＰ５の出力タイミングを設定する。第２収縮パルスＰ５の出力タイミングは、例えばグラウンド電位Ｐ４の期間Ｔ４を調整することで設定すればよい。

第２の実施形態にて説明した通り、３ドロップ分の吐出波形をアクチュエータに供給した場合において、インク滴の吐出速度は第２収縮パルスＰ５の電圧値Ｈ５が大きくなるにつれて増加する傾向にある。この関係は、１ドロップ分の吐出波形をアクチュエータに供給した場合においてノズル１０５から吐出されるインク滴の吐出速度に関しても成り立つ。したがって、本実施形態のように第２収縮パルスＰ５の電圧値Ｈ５を変更することによっても、第３の実施形態と同様に後発のインク滴の吐出速度が早まり、各インク滴が着弾前に一体化し易くなる。

以上、第１〜第４の実施形態にて開示したように、第２収縮パルスＰ５のパルス幅や電圧値を変更することによって、種々の好適な効果が得られる。

（変形例）
第１〜第４の実施形態にて開示した構成は、実施段階において各構成要素を適宜変形して具体化できる。

例えば、第１の実施形態にて開示したように第２収縮パルスＰ５のパルス幅Ｔ５をインクの温度に応じて変更する構成と、第２の実施形態にて開示したように第２収縮パルスＰ５の電圧値Ｈ５をインクの温度に応じて変更する構成とを組み合せ、インクの温度が高くなるにつれて第２収縮パルスＰ５のパルス幅Ｔ５を狭めるとともに、第２収縮パルスＰ５の電圧値Ｈ５を低くするようにしてもよい。

また、第１の実施形態にて開示したように第２収縮パルスＰ５のパルス幅Ｔ５をインクの温度に応じて変更する構成と、第３の実施形態にて開示したように第２収縮パルスＰ５のパルス幅Ｔ５を後発のインク滴に対応する吐出波形に含まれるものほど大きくする構成とを組み合せ、第２収縮パルスＰ５のパルス幅Ｔ５を、インクの温度が高くなるにつれて狭めるとともに後発のインク滴に対応する吐出波形に含まれるものほど広げるようにしてもよい。

同様に、第２の実施形態にて開示した構成と、第４の実施形態にて開示した構成とを組み合わせ、第２収縮パルスＰ５の電圧値Ｈ５をインクの温度が高くなるにつれて低くするとともに、後発のインク滴に対応する吐出波形に含まれるものほど高くするようにしてもよい。
その他、各実施形態にて開示した構成は、適宜組み合せて実施できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…インクジェット記録装置、６…データメモリ、９…駆動信号制御回路（コントローラ）、１３…温度センサ、１４…ヘッド、１６…メディア搬送装置（搬送装置）、１００…インクジェットヘッド、１０１…インク流入口、１０２…共通圧力室、１０３…圧力室、１０４，１０８…隔壁、１０５…ノズル、１０６…振動板、１０７…圧電素子、Ｐ１…拡張パルス、Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６…グラウンド電位、Ｐ３…第１収縮パルス、Ｐ５…第２収縮パルス、Ｔ５ａ〜Ｔ５ｆ…第２収縮パルスのパルス幅、Ｈ５ａ〜Ｈ５ｆ…第２収縮パルスの電圧値

Claims (5)

1. インクが充填される圧力室と、
   前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータと、
   前記圧力室の容積の変化に伴い、前記圧力室内のインクを吐出するノズルと、
   前記インクの温度を検出する温度センサと、
   前記圧力室の容積を拡張するための拡張パルス、前記圧力室の容積を収縮するための第１収縮パルス、および前記圧力室の容積を収縮するための第２収縮パルスが順に含まれる吐出波形を前記アクチュエータに対する駆動信号として出力するとともに、前記第２収縮パルスのパルス幅または電圧値を前記温度センサによって検出される温度が高くなるにつれて小さくするコントローラと、
   を備えていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. インクが充填される圧力室と、
   前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータと、
   前記圧力室の容積の変化に伴い、前記圧力室内のインクを吐出するノズルと、
   前記圧力室の容積を拡張するための拡張パルス、前記圧力室の容積を収縮するための第１収縮パルス、および前記圧力室の容積を収縮するための第２収縮パルスが順に含まれる吐出波形を前記アクチュエータに対する駆動信号として複数回連続して出力し、前記ノズルから複数のインク滴を複数回連続して吐出させることにより記録媒体に１つの画素を形成するとともに、当該連続して出力する各吐出波形に含まれる前記第２収縮パルスのパルス幅または電圧値を前記吐出波形の出力順に大きくするコントローラと、
   を備えていることを特徴とするインクジェットヘッド。
3. 前記コントローラは、前記インクの温度に基づいて前記インクと前記圧力室との共振周期を求め、求めた前記共振周期に応じて前記第２収縮パルスの出力タイミングを設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記コントローラは、前記拡張パルスの開始から前記第１収縮パルスの終了までの期間の中間から前記第２収縮パルスの中間までの期間が前記共振周期以下となるよう第２収縮パルスの出力タイミングを設定することを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
5. 請求項１乃至４のうちいずれか１に記載のインクジェットヘッドと、
   画像を形成するための記録媒体を前記ノズルからインクが吐出される位置に搬送する搬送装置と、
   を備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。

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