JP2014058091A

JP2014058091A - 液滴吐出ヘッド及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2014058091A
Application number: JP2012203894A
Authority: JP
Inventors: Masaki Taniyama; 昌喜谷山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2014-04-03

Abstract

【課題】大きい液滴を連続して吐出した後に生じる小さい液滴の吐出速度のバラツキを抑制することを課題とする。
【解決手段】インクジェット方式の記録ヘッドにおいて、ノズル孔から小滴を吐出させる際、その直前に当該小滴よりも大きい大滴が、２以上の規定数（例えば「３」）以上、連続して吐出されている場合には、当該小滴を吐出させるための駆動信号として、その小滴に対応する液滴サイズ調整パルスＰ４の前に、その小滴の吐出速度を目標速度に近付ける吐出速度調整パルスＰ２を追加したものを用いる。
【選択図】図７

Description

本発明は、ノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッド、及び、これを用いて記録材に対して液滴を吐出して画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置に関するものである。

この種の液体吐出ヘッドは、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置の記録ヘッドとして用いられる。ここでいう画像形成装置は、記録材上に画像を形成するものであるが、その記録材の材質は紙に限定されるものではなく、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等のあらゆる記録材に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。そして、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を記録材に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を記録材に付与する（単に液滴を吐出する）ことをも意味する。また、液滴として吐出される液体は、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。したがって、いわゆる画像プリントだけでなく、インクジェット技術を利用した三次元造型技術や血液の点滴などにも利用されるものである。

液体吐出ヘッドは、一般に、液滴を吐出する複数のノズル（吐出口）と、これらのノズルがそれぞれ連通する個別液室（圧力発生室、圧力室、加圧液室、インク室、インク流路等とも称される。）と、これらの個別液室内の液体を昇圧させる圧力発生手段とを備える。このような液体吐出ヘッドは、圧力発生手段を駆動することで個別液室内の液体を昇圧し、その圧力によりノズルを塞ぐメニスカス状態の液体をノズルから押し出して液滴を吐出する。

このようなインクジェット方式の画像形成装置としては、記録の必要なときにのみインク滴を吐出するインク・オン・デマンド方式のものが主流である。近年のインク・オン・デマンド方式のインクジェットヘッドを用いた画像形成装置には、高精細な画像を高速で出力することが要求されている。この要求に応えるため、ノズルから吐出されるインク滴の微細化が進み、現在では、約１ｐｌ（ピコリットル）〜３０ｐｌの程度のインク滴を記録材上に選択的に噴射して画像の出力を行うことが可能となっている。

液滴を吐出させるための圧力発生手段には、いくつかの種類が存在する。例えば、個別液室の壁の一部を薄い振動板で構成し、これに圧電素子を配置し、その圧電素子に所定の駆動電圧を印加して圧電素子を変形させることで振動板を変形させ、これにより個別液室内の圧力を変化させて液滴を吐出させるピエゾ方式が挙げられる（特許文献１）。また、例えば、個別液室の内部に発熱体を配置し、この発熱体に通電して発熱体を加熱するによって個別液室内の液体中に気泡を発生させ、これにより個別液室内の液体を昇圧して液滴を吐出させるバブルジェット（登録商標）方式が挙げられる（特許文献２）。また、例えば、個別液室の壁を構成する振動板と、この振動板に対向して個別液室外部に配置された電極との間に電界を印加することで発生する静電力により振動板を変形させて、これにより個別液室内の圧力を変化させて液滴を吐出させる静電方式も提案されている。

インクジェット方式の画像形成装置の階調制御方式としては、インク滴の大きさは変えずに、予め決められた複数ドット内におけるインク滴の数が打ち込まれたドットと打ち込まれていないドットとの面積比率によって階調を表現する面積階調方式が知られている。また、特許文献３に開示のインクジェットヘッドで採用されているマルチドロップ方式も知られている。このマルチドロップ方式は、インク滴の大きさは変えずに、１ドットに対して打ち込むインク滴の数を制御して階調を表現する方式である。また、特許文献４に開示のインクジェット記録ヘッドで採用されている濃度階調方式も知られている。この濃度階調方式は、１ドットに打ち込むインク滴の大きさを制御して階調を表現する方式である。

濃度階調方式を採用する液滴吐出ヘッドでは、同じノズルから、大きさの異なるインク滴を吐出するように、インク滴を吐出するための圧力発生手段を駆動制御する。本発明者による鋭意研究の結果、濃度階調方式において、同じノズルから大きいインク滴（大滴）を連続して吐出させた直後にそのノズルから小さいインク滴（小滴）を吐出させる際に、当該小滴の吐出速度が狙いの吐出速度よりも遅くなったり速くなったりする現象が生じることが判明した。このように小滴の吐出速度にバラツキが生じると、その小滴の記録材上の着弾位置が目標位置から外れるなどして、画質低下の問題を引き起こす。

大滴を連続して３滴吐出させた直後に小滴を１滴だけ吐出させる吐出動作例について、図面を用いて説明する。
図１５は、本吐出動作例を行う際に圧力発生手段へ印加される駆動信号波形の一例を示す説明図である。
図１５に示した駆動信号波形によれば、４パルスで１滴の大滴が吐出され、１パルスで１滴の小滴が吐出される。

図１６（ａ）及び（ｂ）は、ノズルから連続して吐出される３滴の大滴と１滴の小滴の位置を表す説明図である。
３滴の大滴について見ると、図１６（ａ）に示すケースでは、その間隔は等間隔となっており、いずれも同じ吐出速度で吐出されていることが見て取れる。図１６（ｂ）に示すケースでも同様である。また、図１６（ａ）のケースと図１６（ｂ）のケースとを比較したとき、両ケース間で３滴の大滴の間隔が等しい。したがって、大滴については、狙いの吐出速度で吐出できているものと言える。

一方、小滴について見ると、図１６（ａ）に示すケースでは、最後に吐出された大滴と小滴との間隔が、先行する３滴の大滴の間隔よりも広がっている。したがって、このケースでは、小滴の吐出速度が遅くなっていることがわかる。この場合、小滴の着弾タイミングが遅れる結果、着弾位置が目標位置から外れてしまう。また、図１６（ｂ）に示すケースでは、最後に吐出された大滴と小滴との間隔が、先行する３滴の大滴の間隔よりも狭くなっている。したがって、このケースでは、小滴の吐出速度が速くなっていることがわかる。この場合、小滴の着弾タイミングが速まる結果、着弾位置が目標位置から外れてしまう。

本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、大きい液滴を連続して吐出した後に生じる小さい液滴の吐出速度のバラツキを抑制することができる液滴吐出ヘッド及びこの液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、液滴を吐出する吐出孔と、該吐出孔に連通する吐出液室と、該吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段と、液滴の大きさを調整するための１又は２以上の液滴サイズ調整パルスを含む駆動信号を該圧力発生手段に印加することにより吐出駆動制御を行う吐出駆動制御手段とを備え、上記１又は２以上の液滴サイズ調整パルスが異なる駆動信号を上記吐出駆動制御手段が上記圧力発生手段へ印加することで、同じ吐出孔から大きさの異なる少なくとも２種類以上の液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおいて、上記吐出駆動制御手段は、上記吐出孔から小さい液滴を吐出させる際、その直前に該小さい液滴よりも大きい液滴が、２以上の規定数以上、連続して吐出されている場合には、該小さい液滴を吐出させるための駆動信号として、該小さい液滴に対応する液滴サイズ調整パルスの前に、該小さい液滴の吐出速度を目標速度に近付ける吐出速度調整パルスを追加したものを用いることを特徴とする。

本明細書において、「駆動信号」は、１駆動周期中に圧力発生手段へ印加される信号であり、その駆動内容に応じた波形（駆動波形）を備えたものである。また、「パルス」は、駆動信号中の一部分を構成する信号要素であって、信号値が変化する部分を指すものである。

同じ吐出孔から大きい液滴を連続して吐出させた直後にその吐出孔から小さい液滴を吐出させる場合に当該小さい液滴の吐出速度がばらつくという現象が生じる原因は、必ずしも明らかになっていないが、次のように考えることができる。すなわち、大きい液滴を連続して吐出させた直後の吐出液室内は、未だ大きな圧力変動が残存している状況にある。小さい液滴を吐出させるための液滴サイズ調整パルスは、吐出液室内の圧力変動が無い状況を想定したものである。そのため、大きい液滴を連続して吐出させた直後における上述した状況下において、例えば吐出液室内の圧力が高まっているタイミングで、ちょうど液滴サイズ調整パルスが印加されてしまうと、吐出液室内には予定の圧力よりも大きな圧力を生じさせる結果を招く。この場合、吐出孔から吐出される小さい液滴の吐出速度は、当該液滴サイズ調整パルスが狙っている目標速度よりも速いものとなってしまう。逆に、例えば吐出液室内の圧力が低くなっているタイミングで、ちょうど液滴サイズ調整パルスが印加されてしまうと、吐出液室内には予定の圧力よりも小さな圧力しかを生じさせることができない。この場合、吐出孔から吐出される小さい液滴の吐出速度は、当該液滴サイズ調整パルスが狙っている目標速度よりも遅いものとなってしまう。

本発明では、吐出孔から小さい液滴を吐出させる際、その直前に当該小さい液滴よりも大きい液滴が、２以上の規定数以上、連続して吐出されている場合には、該小さい液滴に対応する液滴サイズ調整パルスの前に吐出速度調整パルスを追加する。この吐出速度調整パルスによって事前に吐出液室内に圧力を発生させておくことにより、当該小さい液滴の液滴サイズ調整パルスを印加した時の圧力を大きくしたり小さくしたりすることができる。したがって、吐出速度調整パルスを追加することにより、液滴サイズ調整パルスによる小さい液滴の吐出速度を調整することが可能となる。

大きい液滴の連続吐出直後に小さい液滴の吐出速度が遅くなるのか又は速くなるのかは、当該液滴吐出ヘッドの設計内容あるいは吐出動作の内容などによって決まってくるものであり、予め把握することが可能である。よって、本発明によれば、予め把握される小さい液滴の吐出速度に応じて、これを目標速度に近付けるような適切な吐出速度調整パルスを追加することにより、大きい液滴を連続して吐出した後に生じる小さい液滴の吐出速度のバラツキを抑制することができる。

以上より、本発明によれば、大きい液滴を連続して吐出した後に生じる小さい液滴の吐出速度のバラツキを抑制することができるという優れた効果がある。

実施形態のインクジェットプリンタの概略構成を示す斜視図である。同プリンタ主走査方向の図１中の手前側から見たときのインクカートリッジを含む断面における概略断面図である。（ａ）は、ノズル孔を有するノズル基板の斜視図であり、（ｂ）は、個別液室等を形成する液室基板の斜視図であり、（ｃ）は、共通液室等を形成する保護基板の斜視図である。同プリンタにおける記録ヘッドの断面図である。同プリンタの制御系の一部を示すブロック説明図である。（ａ）は、共通駆動波形を示す説明図であり、（ｂ）は、微駆動時に印加される微駆動用駆動波形であり、（ｃ）は、大滴吐出時に印加される大滴用駆動波形であり、（ｄ）は、中滴吐出時に印加される中滴用駆動波形であり、（ｅ）及び（ｆ）は、小滴吐出時に印加される小滴用駆動波形である。大滴を連続して３滴吐出させた直後に小滴を１滴だけ吐出させる吐出動作例における駆動波形を示す説明図である。（ａ）は、特殊小滴吐出条件が満たされたときの小滴吐出速度が遅くなるときの様子を示す説明図であり、（ｂ）は、特殊小滴吐出条件が満たされたときの小滴吐出速度が速くなるときの様子を示す説明図であり、（ｃ）は、特殊小滴吐出条件が満たされたときでも小滴吐出速度が目標速度に近づいたときの様子を示す説明図である。同記録ヘッドに対して同じ駆動パルスを連続して印加する場合において、一の駆動パルスの印加を開始してから次の駆動パルスの印加を開始するまでの時間（パルス間隔）を変化させたときの、当該次の駆動パルス時に吐出されるインク滴の吐出速度Ｖｊを示すグラフである。（ａ）は、変形例における共通駆動波形を示す説明図であり、（ｂ）は、実施形態における共通駆動波形を示す説明図である。（ａ）は、変形例における共通駆動波形を示す説明図であり、（ｂ）は、変形例における微駆動時に印加される微駆動用駆動波形であり、（ｃ）は、変形例における大滴吐出時に印加される大滴用駆動波形であり、（ｄ）は、変形例における中滴吐出時に印加される中滴用駆動波形であり、（ｅ）及び（ｆ）は、変形例における小滴吐出時に印加される小滴用駆動波形である。（ａ）は、「きれいモード」時における大滴、中滴、小滴のドットサイズを示す説明図であり、（ｂ）は、「はやいモード」時における大滴、中滴、小滴のドットサイズを示す説明図である。（ａ）は、「きれいモード」時に用いる共通駆動波形を示す説明図であり、（ｂ）は、「はやいモード」時に用いる共通駆動波形を示す説明図である。（ａ）は、「きれいモード」時において大滴吐出後に小滴吐出する場合の駆動波形を示す説明図であり、（ｂ）は、「はやいモード」時において大滴吐出後に小滴吐出する場合の駆動波形を示す説明図である。従来の吐出動作例において圧力発生手段へ印加される駆動信号波形の一例を示す説明図である。（ａ）は、小滴吐出速度が遅い場合において、ノズルから連続して吐出される３滴の大滴と１滴の小滴の位置を表す説明図であり、（ｂ）は、小滴吐出速度が速い場合において、ノズルから連続して吐出される３滴の大滴と１滴の小滴の位置を表す説明図である。

以下、本発明を適用可能な画像形成装置の一実施形態として、インクジェットプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）１００について説明する。
まず、プリンタ１００の基本的な構成について説明する。
図１は、プリンタ１００の斜視図であり、図２は、プリンタ１００主走査方向の図１中の手前側から見たときのインクカートリッジ１０２を含む断面における概略断面図である。

プリンタ１００は、キャリッジ１０１と、記録ヘッド５１と、インクカートリッジ１０２とを含んで構成される印字機構部１０３を本体内部に有している。キャリッジ１０１は、プリンタ１００本体内部において、用紙３０の搬送方向に対して直交方向である走査方向に移動可能な部材である。記録ヘッド５１は、キャリッジ１０１に搭載した液滴吐出ヘッドの一例であるインク吐出ヘッドであり、インクカートリッジ１０２は記録ヘッド５１にタンク部１０２ａ内のインク液を供給する。

図２に示すように、プリンタ１００は、印字機構部１０３の下方に給紙機構部１０４を有している。プリンタ１００は、詳細は後述するが、給紙機構部１０４の給紙トレイ２３０または手差しトレイ１０５から給送される用紙３０を取り込み、印字機構部１０３によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ１０６に排紙する。

記録ヘッド５１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色のインク液を吐出するインク吐出ヘッドであり、複数の吐出孔であるノズル孔を、主走査方向（図１中の矢印Ａ方向、図２中の紙面に直交する方向）に対して直交する方向（図中の矢印Ｂ方向）に配列している。また、記録ヘッド５１は、インク液の吐出方向が下方となるようにキャリッジ１０１に装着されている。また、印字機構部１０３のキャリッジ１０１には、記録ヘッド５１にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色のインク液を収容した４つのインクカートリッジ１０２がそれぞれ交換可能に装着されている。

インクカートリッジ１０２のタンク部１０２ａの上方（図２中の上方）には、大気と連通する不図示の大気口が備えられている。また、タンク部１０２ａの下方には、タンク部１０２ａ内のインク液を記録ヘッド５１に供給する供給口１０２ｂが設けられている。さらに、タンク部１０２ａの内部には、インク液が充填された不図示の多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により記録ヘッド５１へ供給されるインク液をわずかな負圧に維持している。

インクカートリッジ１０２としては、タンク部１０２ａと記録ヘッド５１とが一体となったものでもよいし、タンク部１０２ａを記録ヘッド５１とは別体としても良い。また、記録ヘッド５１としては、本実施形態では、各色に対応した複数のヘッド部を用いる構成となっているが、各色のインク液を吐出するノズル孔を有する一個のヘッド部でもよい。

印字機構部１０３は、キャリッジ１０１を保持する保持手段として、プリンタ本体の主走査方向の両側面板１００ａ，１００ｂに横架したガイド部材としての主ガイドロッド１０７及び従ガイドロッド１０８を有する。主ガイドロッド１０７は、キャリッジ１０１の後方側（用紙搬送方向下流側、図２中の右側）を貫通する。また、従ガイドロッド１０８は、主ガイドロッド１０７と一定間隔をおいて並行に延在し、キャリッジ１０１の前方側（用紙搬送方向上流側、図２中の左側）が載置される。キャリッジ１０１は、主ガイドロッド１０７及び従ガイドロッド１０８によって主走査方向に移動可能なように摺動自在に保持されている。

また、印字機構部１０３は、キャリッジ１０１を主走査方向に移動走査するための移動手段として、タイミングベルト１１２と、タイミングベルト１１２を張架する駆動プーリ１１０及び従動プーリ１１１と、駆動プーリ１１０を回転駆動する主走査モータ１０９とを有している。図１に示すように、駆動プーリ１１０はプリンタ１００本体の一方の側面板１００ｂ側に配置し、従動プーリ１１１は、本体の他方の側面板１００ａ側に配置して、タイミングベルト１１２が主走査方向に平行に延在するようにしている。また、タイミングベルト１１２にはキャリッジ１０１が固定されている。

主走査モータ１０９は、駆動プーリ１１０を正逆回転させる駆動源であり、駆動プーリ１１０が回転すると、タイミングベルト１１２が主走査方向に無端移動する。キャリッジ１０１は、タイミングベルト１１２に固定されているため、タイミングベルト１１２とともに主走査方向に移動する。このため、主走査モータ１０９によって駆動プーリ１１０を正逆回転させることで、キャリッジ１０１が主走査方向に往復移動される。

一方、給紙機構部１０４には、用紙３０を積載した給紙トレイ２３０と、給紙ローラ１１３と、フリクションパッド１１４と、ガイド部材１１５と、搬送ローラ１１６とを備えている。給紙トレイ２３０は、図２中の右側から複数枚の用紙３０の束を積載可能となっており、プリンタ１００本体に対して着脱可能に装着されている。給紙ローラ１１３及びフリクションパッド１１４は、用紙３０を、記録ヘッド５１の下方に搬送するために、給紙トレイ２３０内にセットした用紙３０の束の最上段の一枚を分離給紙する。ガイド部材１１５は、給紙トレイ２３０から分離給紙された用紙３０を搬送ローラ１１６によって搬送される領域に案内する。

搬送ローラ１１６は、給紙ローラ１１３によって給紙され、ガイド部材１１５によって案内された用紙３０を、反転させて記録ヘッド５１の下面と対向する位置に搬送する。また、搬送ローラ１１６の周囲には、搬送コロ１１７及び先端コロ１１８が配置されている。搬送コロ１１７は用紙３０を搬送ローラ１１６に押し付けて、用紙３０が搬送ローラ１１６から分離することを防止している。先端コロ１１８は、記録ヘッド５１の下面と対向する位置に所定の送り出し角度で用紙３０を送り出す。搬送ローラ１１６は、副走査モータ１３０によって不図示のギヤ列を介して回転駆動が伝達され、図２中の時計周り方向に回転する。

記録ヘッド５１の下面と対向する位置には、キャリッジ１０１の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１１６から送り出された用紙３０を記録ヘッド５１の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材１１９が設けられている。この印写受け部材１１９の用紙搬送方向下流側には、用紙３０を排出方向に送り出すための排出ローラ１２０と、排出ローラ１２０に対向する排出拍車１２１とが配置されている。さらに、排出ローラ１２０によって送り出された用紙３０を排紙トレイ１０６に排出する排紙ローラ１２３と排紙ローラ１２３に対向する排紙拍車１２４とを備えている。また、排出ローラ１２０と排紙ローラ１２３との間には、排紙経路を形成する一対のガイド部材として下ガイド部材１２５及び上ガイド部材１２６が配設されている。

また、プリンタ１００には、手差しで用紙３０を給紙するための手差しトレイ１０５が設けられており、手差しトレイ１０５は、トレイ開閉軸１０５ｂを中心にプリンタ１００本体に対して開倒可能に取り付けられている。この手差しトレイ１０５上の用紙３０は、手差し給紙ローラ１０５ａによって搬送ローラ１１６に搬送される。

印字機構部１０３における主走査方向のキャリッジ１０１の移動範囲の一端である、図１中の右手前側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド５１の吐出不良を回復するための回復装置１２７を配置している。回復装置１２７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段とを有している。キャリッジ１０１は、印字待機中にはこの回復装置１２７側に移動されて不図示のキャッピング手段で記録ヘッド５１をキャッピングされ、ノズル孔が湿潤状態に保たれることによりインク乾燥による吐出不良を防止する構成となっている。また、記録途中などに回復装置１２７と対向する位置にキャリッジ１０１を移動させ、記録とは関係しないインク液を吐出することにより、全てのノズル孔のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持することができる。

吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド５１下面のノズル孔を密封し、キャッピング手段に設けられた不図示のチューブを通して、吸引手段でノズル孔からインク液とともに気泡等を吸い出す。さらに、ノズル孔が開口しているヘッド面（下面）に付着したインク液やゴミ等はクリーニング手段により除去され、吐出不良が回復される。また、吸引されたインク液は、プリンタ１００本体下部に設置された不図示の廃インクタンクに排出され、廃インクタンク内部のインク吸収体に吸収保持される。

次に、プリンタ１００のプリント動作について説明する。
プリンタ１００は、パーソナルコンピュータ等の外部装置から画像情報などの信号が送られ、プリント動作を実行する。プリント動作が実行されると、手差しトレイ１０５から手差し給紙ローラ１０５ａによって、または、給紙トレイ２３０から給紙ローラ１１３によって、用紙３０が給紙される。給紙トレイ２３０から給紙された用紙３０は、ガイド部材１１５や搬送コロ１１７に案内されて、搬送ローラ１１６に搬送されつつ反転し、記録ヘッド５１と対向する位置に搬送される。一方、手差しトレイ１０５から供給された用紙３０は、搬送コロ１１７に案内されて、搬送ローラ１１６に搬送されて記録ヘッド５１と対向する位置に搬送される。

記録ヘッド５１に対向する位置に搬送された用紙３０が所定位置に達したら、搬送ローラ１１６の回転を停止して用紙３０の移動を停止する。そして、キャリッジ１０１が画像信号に応じて主走査方向に往復移動しながら、停止した用紙３０の所定箇所に所定のインク液を吐出して一行分の画像を用紙３０に形成する。ここで、一行とは、記録ヘッド５１が用紙３０へ記録可能な副走査方向（記録ヘッド５１に対向する位置での用紙３０の移動方向）の範囲を言う。
主走査方向に一行分の画像形成が終了したら、搬送ローラ１１６を所定時間回転させ、用紙３０を一行分、排紙トレイ１０６方向に移動させて停止する。そして、キャリッジ１０１が画像信号に応じて主走査方向に往復移動しながら一行分の画像を形成する。

このような工程を所定回数繰り返して行い、用紙３０に所望の画像をプリントする。外部装置から記録終了信号を受信して所望の画像がプリントされた場合、または、用紙３０の後端が記録領域に到達した信号を受信した場合に、用紙３０は、排出ローラ１２０及び排出拍車１２１と排紙ローラ１２３及び排紙拍車１２４とによって搬送され、排紙トレイ１０６に排出される。画像形成を終了したキャリッジ１０１は、図１中右手前側の回復装置１２７と対向する位置に移動して、図示しないキャッピング手段で記録ヘッド５１のノズル孔をキャッピングする。

次に、記録ヘッド５１について説明する。
図３は、上述した記録ヘッド５１の一部分の分解斜視図である。
本実施形態の記録ヘッド５１は、薄膜ピエゾヘッドであり、圧電アクチュエータ２００を用い、インク滴を基板の面部（ヘッド面）に設けたノズル孔から吐出させるサイドシューター方式のものである。なお、図１及び図２ではノズル孔２０が下方に向いて設置される記録ヘッド５１を、図３では説明の都合上、上方に描いている。

図３に示すように、記録ヘッド５１は、三枚の基板重ねて形成されている。図３（ａ）は、インク液を吐出するノズル孔２０を有するノズル基板２の説明図であり、図３（ｂ）は、個別液室１４、振動板層５５、流体抵抗部１５、個別インク供給孔２４及び圧電素子５６等を形成した液室基板１の説明図であり、図３（ｃ）は、圧電素子保護空間２２や共通液室を形成する保護基板３の説明図である。このように、記録ヘッド５１は、ノズル基板２、液室基板１及び保護基板３の三枚の基板を重ねた積層構造となっている。また、図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、一部断面図で示してある。

図４は、図３に示す記録ヘッド５１の断面説明図である。
図４（ａ）は、図３中のＸ−Ｘ’断面に対応する断面説明図であり、図４（ｂ）は、図３に示したＹ−Ｙ’断面に対応する断面説明図である。図４（ｂ）は、便宜上、二つの個別液室１４に対応する部分のみ示しており、図４（ａ）は、一方の個別液室１４内のインクがノズル孔２０を通ってインク滴として用紙３０に向けて吐出されている様子を模式的に示している。また、図４（ａ）では、流路が狭くなっている流体抵抗部１５に対応する領域を破線で示している。

液室基板１には、シリコン基板４が用いられ、個別液室１４、流体抵抗部１５などのインク流路となる溝部が形成されている。
液室基板１は、シリコン基板４上にシリコン酸化膜を介してシリコンが張り合わされたＳＯＩ基板を用いている。また、振動板層５５は、ＳＯＩ基板のシリコン層（Ｓｉ層）表面にパイロ酸化法を適用し、シリコン酸化膜を形成したものであり、振動板層５５の上に圧電素子５６を形成して、圧電アクチュエータ２００を構成する。圧電素子５６は、振動板層５５の上に下部電極層１５１となる白金膜、圧電体層１５２となるＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）の膜、上部電極層１５３となる白金膜の多層構造を積層することで形成している。圧電素子５６は、シリコン基板４をエッチングすることにより形成された個別液室１４に対向する領域に形成されている。

液室基板１は、下部電極層１５１及び上部電極層１５３のそれぞれに電位を印加する配線部材１５４を備える。配線部材１５４としては、下部電極パッド部１５７を下部電極層１５１に電気的に接続する第一配線部材１５４ａと、上部電極パッド部１５８を上部電極層１５３に電気的に接続する第二配線部材１５４ｂとが設けられている。また、液室基板１は、下部電極層１５１及び上部電極層１５３と配線部材５４との層間に配置する層間絶縁膜１５５を備える。さらに、液室基板１には、配線部材１５４を保護するためのパッシベーション膜１５６が圧電アクチュエータ２００の上面及び側面を覆うように配置されている。

ノズル基板２は、厚さ３０〜５０［μｍ］のＳＵＳ基板からなり、プレス加工と研磨加工とによりノズル孔２０が形成されている。このノズル孔２０はノズル基板２と液室基板１とを組み付けたときに、液室基板１の個別液室１４と対向し、個別液室１４と外部空間とを連通する。保護基板３は、共通液室１８としてインク流路となる溝部と、圧電素子５６の保護及び変位を妨げないための圧電素子保護空間２２と、液室基板１の流路隔壁４ａの剛性を高めるために振動板層５５を介して流路隔壁４ａを補強する補強壁２３とが形成されている。

以下、図３及び図４に示す記録ヘッド５１の動作について説明する。
タンク部１０２ａ内から供給口１０２ｂを介して記録ヘッド５１に供給されたインク液は、共通液室１８からそれぞれの個別インク供給孔２４を経由してそれぞれの個別液室１４内にインクが供給される。個別液室１４内がインク液により満たされた状態で、圧電素子５６の上部電極層１５３と下部電極層１５１との間に所定の駆動波形の電位を印加し、これにより圧電体層１５２が縮み、下部電極層１５１を挟んで圧電体層１５２と密着している部分の振動板層５５全体が個別液室１４側に凸形状に変形する。これにより、個別液室１４の体積が減少し個別液室１４内の圧力が急激に上昇し、ノズル孔２０よりインク滴を用紙３０に向けて吐出する。上部電極層１５３と下部電極層１５１との間にパルス電圧を連続的に繰り返して印加することによって、インク滴を連続的に吐出することが出来る。以下、一組の圧電素子５６、個別液室１４及びノズル孔２０の組み合わせからなる液滴吐出機構を吐出チャンネル（吐出ＣＨ）と呼ぶ。

プリンタ１００では、インク滴を用紙３０に向けて吐出することによって画像形成を行っているが、記録ヘッド５１が用紙３０と対向していない状態、すなわち、画像形成を行わないタイミングでインク滴を吐出する空吐出動作を行っている。この空吐出動作とは、印字前や印字中に、紙面と対向する領域外に記録ヘッド５１が位置するようにキャリッジ１０１を移動させて、インク滴を吐出することにより、記録ヘッド５１内で粘度が上昇したインク液を捨てる動作のことである。

電源が入っていない状態のプリンタ１００は、個別液室１４内のインク液が乾燥によって増粘することを防止するために、ノズル孔２０を覆うように記録ヘッド５１の下面に対してキャッピングがなされている。しかし、キャッピングがなされていても、長期間駆動させていない吐出ＣＨの個別液室１４内のインク液は少しずつ増粘する。このため、プリンタ１００では、電源投入後、印字開始前にすべての吐出ＣＨで画像形成に寄与しないインク滴の吐出を行い、個別液室１４内の増粘したインク液を捨てる印字前空吐出を行う。

また、印字中はすべての吐出ＣＨからインク滴が吐出されるとは限らない。他の吐出ＣＨは吐出を行っている状態で、一部の吐出ＣＨは非吐出の状態が続く場合がある。一部の吐出ＣＨで非吐出の時間が長くなると、その吐出ＣＨのノズル孔２０に形成されたメニスカス付近のインク液が増粘することで、次に吐出させる際のインク滴が曲がったり、不吐出になったりする問題が生じるおそれがある。プリンタ１００では、このような問題の発生を防止するために、個別液室１４内のインク液にインク滴が吐出されない程度の圧力を加えて、個別液室１４やノズル孔２０内のインク液を振動させる微駆動を行う構成となっている。ノズル孔２０内のインク液を振動させることで、メニスカス付近のインク液が増粘することを抑制できる。

画像形成中の記録ヘッド５１は、あるタイミングでは例えば全数百の吐出ＣＨのうち数十の吐出ＣＨは吐出させるが、残りの吐出ＣＨは吐出させないといった動作を行う。微駆動は、このような吐出させない吐出ＣＨで行う動作である。なお、画像形成装置の種類によっては、印字動作中、非吐出の全ての吐出ＣＨにおいて微駆動を入れているものもある。

このように、印字時には、非吐出の状態が長く続く吐出ＣＨでは、インク液の増粘を防ぐために微駆動が行われているが、微駆動だけでは十分に増粘を抑えることが出来ない。このため、プリンタ１００では、印字中に定期的に紙面の外側にヘッドを移動させ、すべての吐出ＣＨからインク滴を吐出させて増粘したインク液を捨てる印字中空吐出を行う。上述した印字前空吐出と印字中空吐出との二つの動作が空吐出動作である。

次に、図５のブロック説明図を参照して、複数の圧電素子５６の駆動を制御する駆動制御部５０８の一例について説明する。
プリンタ１００の制御部５００が備える駆動制御部５０８は、駆動波形生成部７０１とデータ転送部７０２とを備えている。データ転送部７０２は、印刷画像に応じた画像データ、クロック信号、ラッチ信号（ＬＡＴ）、及び、滴制御信号ＭＮを出力する。

駆動波形生成部７０１は、画像形成時及び空吐出動作時に所定の駆動波形（駆動信号）を生成するものである。すなわち、駆動波形生成部７０１は、画像形成時には１印刷吐出周期内に複数の駆動パルスで構成される駆動波形を生成して出力する。また、駆動波形生成部７０１は、空吐出動作時には１空吐出周期内に複数の駆動パルスで構成される駆動波形を生成して出力する。空吐出動作時のインク滴の吐出は画像の形成を目的としていないため、１印刷吐出周期と１空吐出周期とでは、駆動波形生成部７０１から出力される駆動波形が異なる。

ここで、１印刷吐出周期及び１空吐出周期とは、それぞれ印字中、空吐出中に入力される駆動波形の１周期であり、１印刷吐出周期の駆動波形または１空吐出周期の駆動波形が一つの吐出ＣＨに入力されることにより、この吐出ＣＨのノズル孔２０でインク滴が吐出したり、微駆動の動作が行われたりする。そして、１印刷吐出周期（または１空吐出周期）で吐出ＣＨに入力する駆動波形を異ならせることにより、吐出するインク滴の大きさを異ならせることができる。なお、以下において、１印刷吐出周期と１空吐出周期との何れにも限定しないインク滴の吐出、または微駆動、非駆動の動作を行わせる信号の周期を１駆動周期ともいう。

また、クロック信号は、ロジック回路の動作基準となる信号であり、ラッチ信号はラッチ回路７１２で一時的に記録データを記憶する（ラッチする）ための信号である。また、滴制御信号ＭＮは、ヘッドドライバ５０９のスイッチ手段であるアナログスイッチ７１５の開閉をインク滴毎に指示する信号である。駆動波形生成部７０１が生成し、出力する駆動波形（以下「共通駆動波形」という。）を構成する駆動パルスを滴制御信号ＭＮにより選択する。この選択によって、上述したように大きさの異なるインク滴を吐出させて大きさの異なるドットを打ち分けたり、非吐出の動作等を行わせたりすることができる。

ヘッドドライバ５０９は、シフトレジスタ７１１、ラッチ回路７１２、デコーダ７１３、レベルシフタ７１４及びアナログスイッチ７１５等を備える。シフトレジスタ７１１は、データ転送部７０２からの転送クロック（シフトクロック）及びシリアル画像データが入力されるものであり、ラッチ回路７１２は、シフトレジスタ７１１の各レジスト値をラッチ信号によって一時的に記憶するためのものである。

デコーダ７１３は、画像データと滴制御信号ＭＮによるデータを基に、どの圧電素子５６にどのような動作をさせるかの階調データ（各吐出ＣＨに対して、大滴、中滴及び小滴のいずれの液滴を吐出する吐出駆動あるいは微駆動、非駆動の動作を行わせるかを指示するためのデータ）をデコードし、ロジック信号として出力するものである。ここで出力される階調データにより、どの吐出ＣＨの圧電素子５６に、滴制御信号ＭＮ（詳細は後述するＭＮ１〜ＭＮ９）で決まるどのような駆動波形を印加するのかが決まる。

レベルシフタ７１４は、デコーダ７１３によるロジック信号の出力をアナログスイッチ７１５が動作可能なレベルへとレベル変換するものである。ここで、ロジック信号とは、３［Ｖ］〜４［Ｖ］程度の低い電圧による信号であり、これにより各吐出ＣＨがどのような動作をするのかを制御している。上述した、クロック信号、ラッチ信号及び、滴制御信号ＭＮはこのロジック信号である。このようなロジック信号の電圧はアナログスイッチ７１５を動作させるためには低すぎるため、レベルシフタ７１４ではアナログスイッチ７１５を動作可能なレベルまで電圧を増幅している。アナログスイッチ７１５は、レベルシフタ７１４を介して与えられるデコーダ７１３の出力でオン／オフ（開閉）されるものである。

アナログスイッチ７１５は、各吐出ＣＨの各圧電素子５６の個別電極である上部電極層１５３に接続され、駆動波形生成部７０１からの共通駆動波形が入力されている。したがって、シリアル転送された画像データ（階調データ）と滴制御信号ＭＮとをデコーダ７１３でデコードした結果に応じてアナログスイッチ７１５をオンにすることにより、共通駆動波形を構成する複数の駆動パルスの中から所定の駆動パルスが選択されて、これが駆動波形となって各圧電素子５６に印加される。

次に、駆動波形について説明する。
図６（ａ）〜（ｆ）は、駆動波形の一例を示す説明図である。
図６（ａ）は、駆動波形生成部７０１が生成して出力する共通駆動波形を示す説明図であり、図６（ｂ）〜（ｆ）は、共通駆動波形から滴制御信号ＭＮによって選択された駆動パルスによって構成される駆動波形（駆動信号）の例を示す説明図である。図６（ｂ）は、微駆動を行う吐出ＣＨへ入力される微駆動用駆動波形であり、図６（ｃ）は、大きなインク滴（以下「大滴」という。）を吐出する吐出ＣＨへ入力される大滴用駆動波形であり、図６（ｄ）は、中ぐらいのインク滴（以下「中滴」という。）を吐出する吐出ＣＨへ入力される中滴用駆動波形であり、図６（ｅ）及び（ｆ）は、小さなインク滴（以下「小滴」という。）を吐出する吐出ＣＨへ入力される小滴用駆動波形である。通常時は、図６（ｅ）の小滴用駆動波形を用いて小滴を吐出させるが、本実施形態では、後述するように、所定の特殊小滴吐出条件が満たされる場合には、図６（ｆ）の小滴用駆動波形を用いて小滴を吐出させる。

本プリンタ１００において、駆動波形生成部７０１で生成される共通駆動波形は、図６（ａ）に示すように、１駆動周期内で時系列的に出力される６個の駆動パルスＰ１〜Ｐ６で構成される。図６中のＶｅは、基準電位（中間電位）であり、各吐出ＣＨでは圧電素子５６の個別電極である上部電極層１５３に印加される駆動信号の電位が基準電位Ｖｅから立ち下がり、その後、立ち上がるときにインク滴を吐出する。

共通駆動波形を構成する６個の駆動パルスの役割について説明する。
第１駆動パルスＰ１は、ノズル孔２０からインク滴が吐出されない程度の圧力を個別液室１４内に発生させて個別液室１４内のインクを振動させるための微駆動パルスである。この微駆動パルスＰ１は、基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素と、立ち下がり後の電位を保持（ホールド）する波形要素と、ホールド後に基準電位Ｖｅまで立ち上がる波形要素とから構成される。

第２駆動パルスＰ２は、特殊小滴吐出条件が満たされる場合に、吐出される小滴の吐出速度を目標速度に近付けるための吐出速度調整パルスである。この吐出速度調整パルスＰ２は、上記微駆動パルスと同様、基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素と、立ち下がり後の電位を保持（ホールド）する波形要素と、ホールド後に基準電位Ｖｅまで立ち上がる波形要素とから構成される。

第３〜第５駆動パルスＰ３〜Ｐ５は、ノズル孔２０から吐出させるインク滴の大きさを異ならせるための液滴サイズ調整パルスである。これらの液滴サイズ調整パルスＰ３〜Ｐ５も、上記微駆動パルスと同様、基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素と、立ち下がり後の電位を保持（ホールド）する波形要素と、ホールド後に基準電位Ｖｅまで立ち上がる波形要素とから構成される。
また、第６駆動パルスＰ６も、ノズル孔２０から吐出させるインク滴の大きさを異ならせるための最終液滴サイズ調整パルスである。この最終液滴サイズ調整パルスは、上述した３つの液滴サイズ調整パルスと異なり、ホールド後の波形要素が、基準電位Ｖｅを越えて所定の電位まで立ち上がる波形要素となっている。

本実施形態では、このような共通駆動波形に含まれる４個の液滴サイズ調整パルスＰ３〜Ｐ６を図６（ｃ）〜（ｆ）に示すように選択的に用いることにより、インク滴の大きさを３段階（大滴、中滴、小滴）で異ならせることができる。本実施形態において、２以上の液滴サイズ調整パルスを用いてインク滴を吐出する場合（大滴と中滴の場合）、各液滴サイズ調整パルスによって吐出されたインク滴が用紙３０に着弾する前に空中で１つに合体することにより、大滴１滴又は中滴１個を形成し、その後に用紙３０に着弾する。

次に、特殊小滴吐出条件が満たされる場合の駆動信号（駆動波形）について説明する。
図７は、大滴を連続して３滴吐出させた直後に小滴を１滴だけ吐出させる吐出動作例における駆動波形を示す説明図である。
本実施形態においては、小滴よりも大きいサイズ（寸法）のインク滴（大滴と中滴）が予め決められた規定値（２以上の自然数）以上連続して吐出された直後に、小滴を吐出する場合、特殊小滴吐出条件が満たされる。

特殊小滴吐出条件に用いる、小滴吐出の直前に連続して吐出されるインク滴のサイズは、当該小滴よりもサイズが大きいものであればよい。ただし、小滴吐出直前に連続吐出されるインク滴については、そのサイズが小さいほど、また、その連続吐出数が少ないほど、当該小滴の吐出速度に与える影響が小さいと考えられるので、特殊小滴吐出条件から中滴を除外したり、中滴の規定値を大滴の規定値よりも大きな値に設定したりしてもよい。
また、より大きなインク滴の連続吐出後に吐出されるインク滴の吐出速度のバラツキは、そのインク滴が小滴である場合に限らない。例えば、中滴の吐出速度にもバラツキが生じるような場合には、大滴が予め決められた規定値以上連続して吐出された直後に中滴を吐出する場合にも、吐出速度調整パルスを用いて中滴を吐出させるようにしてもよい。

図７に示した吐出動作例では、大滴が３滴以上連続して吐出された後に小滴を吐出するので、特殊小滴吐出条件が満たされ、小滴を吐出させるための駆動波形（駆動信号）として、図６（ｆ）に示すように、小滴の液滴サイズ調整パルスＰ４の直前に吐出速度調整パルスＰ２を追加したものを用いる。特殊小滴吐出条件が満たされたときの小滴吐出速度が、目標速度よりも速まるか遅くなるかは、本実施形態の記録ヘッド５１の設計内容あるいは吐出動作の内容などによって決まってくる。

本実施形態の記録ヘッド５１では、図８（ａ）に示すように、特殊小滴吐出条件が満たされたときの小滴吐出速度が目標速度よりも遅くなる。そのため、吐出速度調整パルスＰ２は、その直後に印加される小滴の液滴サイズ調整パルスＰ４による個別液室１４内の圧力振動を増幅させるタイミングで印加されるように設定されている。一方、仮に、図８（ｂ）に示すように、特殊小滴吐出条件が満たされたときの小滴吐出速度が目標速度よりも速くなるような場合には、吐出速度調整パルスＰ２は、その直後に印加される小滴の液滴サイズ調整パルスＰ４による個別液室１４内の圧力振動を減衰させるタイミングで印加されるように設定される。このような吐出速度調整パルスＰ２が印加されることで、当該小滴の液滴サイズ調整パルスＰ４を印加した時の圧力が増幅したり減衰したりする。その結果、吐出速度調整パルスＰ２を追加することにより、図８（ｃ）に示すように、液滴サイズ調整パルスＰ４による小滴吐出速度が目標速度に近づくように調整することができる。

図９は、本実施形態の記録ヘッド５１に対して同じ駆動パルスを連続して印加する場合において、一の駆動パルスの印加を開始してから次の駆動パルスの印加を開始するまでの時間（パルス間隔）を変化させたときの、当該次の駆動パルス時に吐出されるインク滴の吐出速度Ｖｊを示すグラフである。
このグラフにおいて、横軸にはパルス間隔をとり、縦軸にはインク滴の吐出速度Ｖｊをとっている。図９に示すグラフのとおり、パルス間隔の違いによってインク滴の吐出速度Ｖｊは周期的に変動する。本実施形態の記録ヘッド５１のヘルムホルツ周期Ｔｃは約４［μｓｅｃ］であり、図９に示すように、インク滴の吐出速度Ｖｊは、ヘルムホルツ周期の整数倍付近でピークを示している。この結果から、小滴の液滴サイズ調整パルスＰ４の印加時点よりもＴｃ×ｎ（ｎは自然数）［μｓｅｃ］前に吐出速度調整パルスＰ２を印加すれば、小滴の液滴サイズ調整パルスＰ４による圧力振動を大幅に増幅することができる。

逆に、小滴の液滴サイズ調整パルスＰ４の印加時点よりもＴｃ×（ｎ−１／２）（ｎは自然数）［μｓｅｃ］前に吐出速度調整パルスＰ２を印加すれば、小滴の液滴サイズ調整パルスＰ４による圧力振動を大幅に減衰することができる。

〔変形例〕
ここで、上記実施形態におけるプリンタの印刷速度を向上させる一変形例について説明する。
図１０（ａ）は、本変形例における共通駆動波形を示す説明図であり、図１０（ｂ）は、上記実施形態における共通駆動波形を示す説明図である。
上記実施形態の共通駆動波形では、微駆動パルスＰ１とは別に吐出速度調整パルスＰ２を備えたものであった。これに対し、本変形例の共通駆動波形では、微駆動パルスＰ１’を吐出速度調整パルスとして利用し、微駆動パルスとは別個に吐出速度調整パルスを設けていない。その結果、本変形例における１駆動周期の時間は、上記実施形態の場合と比べて、吐出速度調整パルスＰ２を省略した分ε_Ｔだけ、短いものとなる。その結果、印刷速度が向上する。

微駆動パルスＰ１’を印加するタイミングは、小滴の液滴サイズ調整パルスの印加タイミングに応じて、上記実施形態における吐出速度調整パルスＰ２の場合と同様の方法で決定すればよい。本変形例では、微駆動パルスＰ１’を吐出速度調整パルスとして利用する関係で、図１１（ａ）〜（ｆ）に示すように、小滴の液滴サイズ調整パルスとして、第３駆動パルスＰ３を用いている。また、微駆動パルスＰ１’は、吐出速度調整パルスとしても利用するため、上記実施形態における微駆動パルスＰ１の波形（振幅等）を調整してもよい。

また、本実施形態（上記変形例を含む。以下同じ。）のプリンタは、複数の印字モードを備えており、これらの印字モードの中には、特殊小滴吐出条件が満たされるときの小滴吐出速度が速くなってしまう印字モードと、遅くなってしまう印字モードとが含まれている。具体的に説明すると、前者の印字モードは、「きれいモード」であり、印刷速度が遅い代わりに画質が良好な動作を実行するモードである。一方、後者の印字モードは、「はやいモード」であり、印刷速度が高い代わりに画質が劣る動作を実行するモードである。

図１２（ａ）は、「きれいモード」時における大滴、中滴、小滴のドットサイズを示す説明図である。
図１２（ｂ）は、「はやいモード」時における大滴、中滴、小滴のドットサイズを示す説明図である。
図１２（ａ）及び（ｂ）を比較すると、「はやいモード」では、図１２（ｂ）のように、紙面上の仮想の格子に対してインク滴の着弾後のドットサイズが、「きれいモード」と比較して小さい。そのため、「はやいモード」では、「きれいモード」と比較して出力画像が薄かったりぼやけたりするが、「きれいモード」では、逆に鮮明な画像出力が可能である。

図１３（ａ）は、「きれいモード」時に用いる共通駆動波形を示す説明図であり、図１３（ｂ）は、「はやいモード」時に用いる共通駆動波形を示す説明図である。
図１３（ｂ）に示す「はやいモード」時に用いる共通駆動波形は、上述した変形例における共通駆動波形と同じく、５個の駆動パルスＰ１’，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６で構成されている。また、大滴、中滴、小滴を吐出する際の駆動信号（駆動波形）も、それぞれ、上述した変形例における駆動信号（図１１（ｃ）〜（ｆ）を参照。）と同じである。

これに対し、「きれいモード」時に用いる共通駆動波形は、図１３（ａ）に示すように、９個の駆動パルスＰ１’，Ｐ３’，Ｐ４’，Ｐ５’，Ｐ６’，Ｐ７’，Ｐ８’，Ｐ９’，Ｐ１０’で構成されている。駆動パルスＰ１’は、「はやいモード」時と同様、吐出速度調整パルスとしても利用される微駆動パルスであり、残りの駆動パルスＰ３’〜Ｐ１０’は、適宜選択されて、大滴、中滴、小滴を吐出する際の駆動信号（駆動波形）を構成する液滴サイズ調整パルスである。

「きれいモード」において、大滴を吐出する際の駆動信号は、８個すべての液滴サイズ調整パルスＰ３’〜Ｐ１０’を用いる。中滴を吐出する際の駆動信号は、後半４個の液滴サイズ調整パルスＰ７’〜Ｐ１０’を用いる。中滴を吐出する際の駆動信号は、１個の液滴サイズ調整パルスＰ６’を用いる。

図１３（ａ）に示す「きれいモード」時の共通駆動波形は９個の駆動パルスによって構成され、図１３（ｂ）に示す「はやいモード」時の共通駆動波形は５個の駆動パルスによって構成されている。この駆動パルス数の差により、「はやいモード」時における１駆動周期の時間は、「きれいモード」の場合と比べて、駆動パルス数が少ない分ε_Ｔ’だけ、短いものとなる。その結果、印刷速度が速い。

ここで、大滴を連続して吐出された後に小滴を吐出する特殊小滴吐出条件が満たされるときの駆動波形について考える。
図１４（ａ）は、「きれいモード」時において、大滴吐出後に小滴吐出する場合の駆動波形を示す説明図である。
図１４（ｂ）は、「はやいモード」時において、大滴吐出後に小滴吐出する場合の駆動波形を示す説明図である。
図１４（ａ）に示すように、「きれいモード」においては、大滴吐出時の駆動波形の最後の駆動パルスＰ１０’と、その直後の小滴吐出時の駆動波形における駆動パルスＰ６’との時間間隔はＴ_Ｋである。これに対し、「はやいモード」においては、大滴吐出時の駆動波形の最後の駆動パルスＰ６と、その直後の小滴吐出時の駆動波形における駆動パルスＰ４との時間間隔はＴ_Ｓであり、「きれいモード」時の時間間隔Ｔ_Ｋとは一致しない。これにより、「きれいモード」では、特殊小滴吐出条件が満たされるときの小滴吐出速度が速くなる一方、「はやいモード」では、特殊小滴吐出条件が満たされるときの小滴吐出速度が遅くなるという状況が生まれる。

本実施形態において、「きれいモード」と「はやいモード」とでは、互いに異なる共通駆動波形を用いており、それぞれの駆動波形において、液滴サイズ調整パルスとして用いる微駆動パルスＰ１’が最適化されている。その結果、「きれいモード」時には、特殊小滴吐出条件が満たされるときに微駆動パルスＰ１’を印加して小滴を吐出することにより、小滴吐出速度を遅らせることができ、その結果が小滴吐出速度を目標速度に近付けることができる。同様に、「はやいモード」時には、特殊小滴吐出条件が満たされるときに微駆動パルスＰ１’を印加して小滴を吐出することにより、小滴吐出速度を速めることができ、その結果が小滴吐出速度を目標速度に近付けることができる。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
インク滴等の液滴を吐出するノズル孔２０等の吐出孔と、該吐出孔に連通する個別液室１４等の吐出液室と、該吐出液室内に圧力を発生させる圧電アクチュエータ２００等の圧力発生手段と、液滴の大きさを調整するための１又は２以上の液滴サイズ調整パルスを含む駆動信号を該圧力発生手段に印加することにより吐出駆動制御を行う駆動制御部５０８等の吐出駆動制御手段とを備え、上記１又は２以上の液滴サイズ調整パルスが異なる駆動信号を上記吐出駆動制御手段が上記圧力発生手段へ印加することで、同じ吐出孔から大きさの異なる少なくとも２種類以上の液滴を吐出させる記録ヘッド５１等の液滴吐出ヘッドにおいて、上記吐出駆動制御手段は、上記吐出孔から小滴等の小さい液滴を吐出させる際、その直前に該小さい液滴よりも大きい液滴が、２以上の規定数（例えば「３」）以上、連続して吐出されている場合には、該小さい液滴を吐出させるための駆動信号として、該小さい液滴に対応する液滴サイズ調整パルスの前に、該小さい液滴の吐出速度を目標速度に近付ける吐出速度調整パルスＰ２，Ｐ１’を追加したものを用いることを特徴とする。
これによれば、大きい液滴を連続して吐出した後に生じる小さい液滴の吐出速度のバラツキを抑制することができ、そのようなバラツキによる画質劣化を抑制することができる。

（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、上記圧力発生手段は、上記駆動信号に応じて振動することで上記吐出液室内の加圧及び減圧を行うものであり、上記吐出速度調整パルスＰ２，Ｐ１’は、上記小さい液滴の吐出速度が目標速度よりも遅い場合には、該小さい液滴に対応する液滴サイズ調整パルスＰ４，Ｐ６’に応じて上記圧力発生手段が振動するときの振幅を増幅させる時期に、追加されることを特徴とする。
これによれば、大きい液滴を連続して吐出した後に生じる小さい液滴の吐出速度の低下を抑制することができ、そのような吐出速度の低下による画質劣化を抑制することができる。

（態様Ｃ）
上記態様Ａ又はＢにおいて、上記圧力発生手段は、上記駆動信号に応じて振動することで上記吐出液室内の加圧及び減圧を行うものであり、上記吐出速度調整パルスＰ２，Ｐ１’は、上記小さい液滴の吐出速度が目標速度よりも速い場合には、該小さい液滴に対応する液滴サイズ調整パルスＰ４，Ｐ６’に応じて上記圧力発生手段が振動するときの振幅を減衰させる時期に、追加されることを特徴とする。
これによれば、大きい液滴を連続して吐出した後に生じる小さい液滴の吐出速度の上昇を抑制することができ、そのような吐出速度の上昇による画質劣化を抑制することができる。

（態様Ｄ）
上記態様Ａ〜Ｃのいずれかの態様において、上記吐出駆動制御手段は、所定の微振動タイミングに、上記吐出孔から液滴が吐出されない程度の圧力を上記吐出液室内に発生させて該吐出液室内の液体を振動させるための微駆動パルスＰ１’を、上記圧力発生手段に印加するものであり、上記吐出速度調整パルスＰ１’は、上記微駆動パルスＰ１’と同じ波形であることを特徴とする。
これによれば、微駆動パルスを含む既存の駆動信号に対して、吐出速度調整パルス用の新たな駆動パルスを追加する必要がなくなる。その結果、吐出速度調整パルス用の新たな駆動パルスを追加する場合と比較して、駆動制御が容易になるだけでなく、駆動周期を短く抑えることができる。

（態様Ｅ）
記録ヘッド５１等の液滴吐出ヘッドから用紙３０等の記録材に対してインク滴等の液滴を吐出して該記録材上に画像を形成するインクジェットプリンタ等の画像形成装置において、上記液滴吐出ヘッドとして、上記態様Ａ〜Ｄのいずれかの態様に係る液滴吐出ヘッドを用いたことを特徴とする。
これによれば、大きい液滴を連続して吐出した後に生じる小さい液滴の吐出速度のバラツキに起因した画質劣化を抑制できる。

１４個別液室
１５流体抵抗部
１８共通液室
２０ノズル孔
３０用紙
５１記録ヘッド
５６圧電素子
１００プリンタ
１０１キャリッジ
１０２インクカートリッジ
２００圧電アクチュエータ
５００制御部
５０８駆動制御部
７０１駆動波形生成部

特開平１０−１００４０１号公報特開平２−２８９３５１号公報特開２００７−２２０７３号公報特開平１１−２０１６５号公報

Claims

液滴を吐出する吐出孔と、該吐出孔に連通する吐出液室と、該吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段と、液滴の大きさを調整するための１又は２以上の液滴サイズ調整パルスを含む駆動信号を該圧力発生手段に印加することにより吐出駆動制御を行う吐出駆動制御手段とを備え、
上記１又は２以上の液滴サイズ調整パルスが異なる駆動信号を上記吐出駆動制御手段が上記圧力発生手段へ印加することで、同じ吐出孔から大きさの異なる少なくとも２種類以上の液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおいて、
上記吐出駆動制御手段は、上記吐出孔から小さい液滴を吐出させる際、その直前に該小さい液滴よりも大きい液滴が、２以上の規定数以上、連続して吐出されている場合には、該小さい液滴を吐出させるための駆動信号として、該小さい液滴に対応する液滴サイズ調整パルスの前に、該小さい液滴の吐出速度を目標速度に近付ける吐出速度調整パルスを追加したものを用いることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
請求項１の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記圧力発生手段は、上記駆動信号に応じて振動することで上記吐出液室内の加圧及び減圧を行うものであり、
上記吐出速度調整パルスは、上記小さい液滴の吐出速度が目標速度よりも遅い場合には、該小さい液滴に対応する液滴サイズ調整パルスに応じて上記圧力発生手段が振動するときの振幅を増幅させる時期に、追加されることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
請求項１又は２の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記圧力発生手段は、上記駆動信号に応じて振動することで上記吐出液室内の加圧及び減圧を行うものであり、
上記吐出速度調整パルスは、上記小さい液滴の吐出速度が目標速度よりも速い場合には、該小さい液滴に対応する液滴サイズ調整パルスに応じて上記圧力発生手段が振動するときの振幅を減衰させる時期に、追加されることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記吐出駆動制御手段は、所定の微振動タイミングに、上記吐出孔から液滴が吐出されない程度の圧力を上記吐出液室内に発生させて該吐出液室内の液体を振動させるための微駆動パルスを、上記圧力発生手段に印加するものであり、
上記吐出速度調整パルスは、上記微駆動パルスと同じ波形であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
液滴吐出ヘッドから記録材に対して液滴を吐出して該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
上記液滴吐出ヘッドとして、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを用いたことを特徴とする画像形成装置。