JP4798245B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノズルから液体を吐出する液体吐出装置に関する。

特許文献１に記載のインクジェット記録装置においては、キャリッジとともに走査方向に往復移動するインクジェット記録ヘッドから、走査方向と直交する方向に搬送される記録用紙にインクを吐出している。そして、直前の１行の記録（インクジェット記録ヘッドを走査方向に印刷範囲の端から端まで移動させつつインクジェット記録ヘッドからインクを吐出する動作）におけるインクジェット記録ヘッドからの最大のインク吐出量に対する、実際に吐出したインクの量の割合であるデューティの値に応じてウェイト時間を決定し、直前の１行の記録が完了した後、インクジェット記録ヘッドを決定されたウェイト時間だけ待機させてから、次の１行の記録を開始させている。

ここで、インクジェット記録ヘッドからインクを吐出させると、インクが吐出されたのと同じ量のインクが新たにインクジェット記録ヘッドに供給されるが、インクの粘性と、インク流路の断面積、およびその長さで決まる流路抵抗により、インクが吐出されたときに瞬時に吐出されたのと同じ量のインクが供給されるわけではない。すなわち、インクが吐出されるのと、吐出されたのと同じ量のインクが供給されるのとの間には時間差が生じる。

また、インクジェット記録ヘッドからインクを吐出させると、インクジェット記録ヘッドのインク流路内のインクの負圧が大きくなる。この負圧は、インクが供給されることで減少する。しかし、デューティの値が大きい場合などに、インクジェット記録ヘッドからのインクの吐出を続けて行うと、インクジェット記録ヘッドへのインクの供給が不足して、インクの負圧が減少することなく大きくなり続け、その結果、ノズルにおけるメニスカスが破壊され、ノズルからインク流路内に空気が流入し、ノズルから正常にインクを吐出することができなくなる。ここで、インクの負圧とは、インクの圧力が大気圧より低い圧力であることを意味する。

そこで、特許文献１では、上述したように、直前の１行の記録が完了した後、インクジェット記録ヘッドを、直前の１行の記録におけるデューティの値に応じて決定されたウェイト時間だけ待機させてから、次の１行の記録を開始させており、これにより、インクジェット記録ヘッドに必要な量のインクが供給されてから、次の１行の記録が開始されることとなって、インクジェット記録ヘッドへのインクの供給不足が防止される。

特開平５−２２０９４７号公報

ここで、特許文献１においては、実際には、直前の１行の記録におけるデューティの値が大きいからといって直ちにインクジェット記録ヘッド内のインクがなくなってインクを吐出することができなくなるわけではなく、デューティの値の大きい記録が連続して続いた場合などに、インクジェット記録ヘッドのインク流路内のインクの負圧が徐々に大きくなり、最終的にノズルからインク流路内に空気が流入し、インクを吐出することができなくなる。つまり、インクジェット記録ヘッド内のインクの負圧は直前の１行の記録におけるデューティの値のみによって決まるものではなく、さらに前の行の記録におけるデューティの値にも依存する。

そのため、直前の１行の記録におけるデューティの値のみによりウェイト時間を決定しようとすると、それ以前の行記録におけるデューティがいかなる値であっても、インクの供給不足を確実に防止するためには、ウェイト時間を長めに決定する必要がある。

しかしながら、このようにウェイト時間を長めに決定してしまうと、直前の１行の記録以前の行の記録におけるのデューティの値によっては、必要のないウェイト時間を設けることとなってしまい、印刷速度が低下してしまう虞がある。

本発明の目的は、液体吐出ヘッドへの液体の供給不足を防止しつつ、動作速度の低下を極力抑えることが可能な液体吐出装置を提供することである。

第１の発明に係る液体吐出装置は、複数のノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記複数のノズルから液体を吐出させる液体吐出動作を繰り返し行わせるように前記液体吐出ヘッドを制御する制御手段と、ある吐出機会における、前記液体吐出ヘッドからの最大の液体吐出量に対する実際に吐出された液体吐出量の割合であるデューティの値を検出するデューティ検出手段と、各吐出機会の後に待機時間を設けるか否か、をそれぞれ決定する待機時間決定手段とを備えており、前記待機時間決定手段は、前記デューティ検出手段により検出された、直前の吐出機会を含む連続する２回以上の過去の吐出機会におけるデューティの値に基づいて、検出されたデューティの値が大きいほどその値が大きくなる所定のパラメータの値を吐出機会ごとに決定するとともに、直前の吐出機会を含む連続する２回以上の過去の吐出機会における各パラメータの値を、先の吐出機会に比べて、後の吐出機会ほど、その吐出機会におけるデューティの値に対応するパラメータの値に対して大きな重み付けをして積算した値が所定のしきい値を越えているときに前記待機時間を設けることを決定し、前記制御手段は、前記待機時間決定手段により前記待機時間を設けることが決定された場合に、直前の吐出機会の後に、前記液体吐出ヘッドを待機させることを特徴とするものである。

これによると、直前の吐出機会を含む連続する２回以上の吐出機会におけるデューティの値に基づいて、待機時間を設けるか否かを決定することにより、液体吐出ヘッドに必要な量の液体が供給されていない場合には、待機時間を設け、液体吐出ヘッドに必要な量の液体が供給された状態となってから液体吐出動作を行わせることが可能となる。これにより、液体吐出ヘッドへの液体の供給不足を防止することができる。

さらに、連続する２回以上の過去の吐出機会におけるデューティの値に基づいて、待機時間を設けるか否かを決定しているので、液体吐出ヘッドに必要な量の液体が供給されていないときにのみ待機時間を設けることが可能となり、必要のない待機時間が設けられることがなく、液体吐出装置の動作速度の低下を極力抑えることができる。
また、各吐出機会におけるデューティの値が大きいほどその値が大きくなるパラメータの値の積算値は、液体吐出ヘッドにおける液体の減少の程度に対応したものとなるため、この積算値が所定のしきい値を超えたか否かによって待機時間を設けるか否かを決定することにより、待機時間を設けるか否かの決定を容易に行うことができる。
また、後の吐出機会におけるデューティの値ほど、液体吐出ヘッド内の液体が少なくなっているか否かと大きな関連があるため、パラメータの値を積算する際に、先の吐出機会に比べて、後の液体吐出動作ほど、その吐出機会におけるデューティの値に対応するパラメータの値に対して大きな重み付けを行うことにより、積算値を、さらに正確に、液体吐出ヘッドにおける液体の減少の程度に対応したものとすることができる。

第２の発明に係る液体吐出装置は、第１の発明に係る液体吐出装置であって、前記制御手段により制御されるものであり、前記液体吐出ヘッドを所定の走査方向に移動させる移動手段をさらに備えており、前記制御手段は、各吐出機会において、前記移動手段により前記液体吐出ヘッドを前記走査方向に所定距離移動させながら、前記複数のノズルから液体を吐出させる動作を行わせるように、前記液体吐出ヘッド及び前記移動手段を制御することを特徴とするものである。

これによると、吐出機会において、移動手段により液体吐出ヘッドを走査方向に所定距離移動させながら、複数のノズルから液体を吐出させる動作を行わせる場合でも、液体吐出ヘッドに必要な量の液体が供給されていないときにのみ待機時間が設けられるので、液体吐出ヘッドへの液体の供給不足を防止することができるとともに、液体吐出装置の動作速度の低下を極力抑えることができる。

第３の発明に係る液体吐出装置は、第１又は第２の発明に係る液体吐出装置であって、液体の温度を検出する温度検出手段と、前記しきい値を決定するしきい値決定手段とをさらに備えており、前記しきい値決定手段は、前記温度検出手段により検出された温度が低いときほど、その値が小さくなるように前記しきい値を決定することを特徴とするものである。

液体は、その温度が低くなるほど粘度が増加して流れにくくなり（流動抵抗が増し）、液体吐出ヘッドに供給されにくくなる。そこで、本発明では、液体の温度が低いときほど、しきい値を小さくすることにより、液体吐出ヘッドに必要な量の液体が供給されていないときに確実に待機時間を設けることができる。

なお、液体の温度を検出することには、液体の温度を直接検出することのほか、液体の温度と一定の関係にある他の部分の温度を検出することも含まれる。

第４の発明に係る液体吐出装置は、第１又は第２の発明に係る液体吐出装置であって、前記待機時間決定手段は、前記待機時間を設けるか否かを決定するのに加えて、前記待機時間を設ける場合に前記待機時間の長さを決定することを特徴とするものである。

これによると、待機時間を設けるか否かを決定するのに加えて、待機時間の長さを決定しているので、液体吐出ヘッド内の液体の量に応じて、液体が供給されるのに必要な分だけ待機時間を設けることができる。

第５の発明に係る液体吐出装置は、第４の発明に係る液体吐出装置であって、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、前記待機時間決定手段は、前記温度検出手段により検出された温度が低いときほど、その長さが長くなるように、前記待機時間の長さを決定することを特徴とするものである。

液体は、その温度が低くなるほど粘度が増加して流れにくくなり（流動抵抗が増し）、液体吐出ヘッドに供給されにくくなる。そこで、本発明では、液体の温度が低いときほど、待機時間を長くすることにより、確実に、液体吐出ヘッド内の液体の量に応じて、液体を供給するのに必要な分だけ待機時間を設けることができる。

なお、液体の温度を検出することには、液体の温度を直接検出することのほか、液体の温度と一定の関係にある他の部分の温度を検出することも含まれる。

本発明によれば、直前の吐出機会を含む連続する２回以上の吐出機会におけるデューティの値に基づいて、待機時間を設けるか否かを決定することにより、液体吐出ヘッドへの液体の供給不足を防止することができるとともに、液体吐出装置の動作速度の低下を極力抑えることができる。

本発明における実施の形態に係るプリンタの概略構成図である。 図１のインクジェットヘッドの平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図１の制御装置のブロック図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。

図１は、本実施の形態に係るプリンタの概略構成図である。図１に示すように、プリンタ１（液体吐出装置）は、キャリッジ２（移動手段）、サブタンク３、インクジェットヘッド４（液体吐出ヘッド）、カートリッジ装着部５、チューブ６、搬送ローラ７、温度検出装置８などを有している。また、プリンタ１は、制御装置５０によってその動作が制御されている。なお、図１においては、後述するインクジェットヘッド４のノズル１５を拡大して図示している。

キャリッジ２は、図１の左右方向（走査方向）に往復移動する。サブタンク３は、開口を有する樹脂などからなる筐体と、その開口を塞ぐ可撓性を有するフィルムなどにより形成されており、キャリッジ２上に取り付けられている。インクジェットヘッド４は、サブタンク３の下面に配置されており、サブタンク３からインクが供給されるとともに、その下面に形成された複数のノズル１５からインクを吐出する。

カートリッジ装着部５はプリンタ１における図１の右下端部に配置されており、インクジェットヘッド４から吐出するためのブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクがそれぞれ充填された４つのインクカートリッジ２０が着脱可能となっている。

チューブ６は、サブタンク３とカートリッジ装着部５とを接続している。より詳細には、チューブ６は、その一端がサブタンク３の図１における下端部の左側の側面に接続されており、サブタンク３との接続部から、左方に延びているとともに、途中で約１８０°曲げられて右方に延び、その他端がカートリッジ装着部５（インクカートリッジ２０）に接続されている。そして、カートリッジ装着部５に装着されたインクカートリッジ２０内のインクはチューブ６およびサブタンク３を介してインクジェットヘッド４に供給される。インクカートリッジ２０からサブタンク３に供給されたインクは、インクジェットヘッド４から吐出されることや、キャリッジ２が後述するように往復移動することによって、その圧力が変動するが、サブタンク３の可撓性のフィルムのダンパ効果によって、その圧力が減衰する。

搬送ローラ７は、図１の上下方向に関するキャリッジ２の上方及び下方にそれぞれ配置されており、記録用紙Ｐを図１の下方（紙送り方向）に搬送する。温度検出装置８は、サーミスタなどを有する温度を検出可能なセンサであって、プリンタ１内部の温度を検出するとともに、検出結果を制御装置５０に送信する。ここで、プリンタ１内に温度変化が生じると、プリンタ１内のインクの温度も変化する。すなわち、温度検出装置８は、インクの温度と一定の関係にあるプリンタ１内の温度を検出している。なお、温度検出装置８が配置される位置は、図１に示す位置には限られず、インクの温度と一定の関係にあるプリンタ１のいずれかの部分の温度を検出できるような位置に配置されていればよい。あるいは、温度検出装置８は、直接インクの温度を検出するものであってもよい。

そして、プリンタ１においては、搬送ローラ７より紙送り方向（図１の下方）に搬送される記録用紙Ｐに、キャリッジ２とともに走査方向に往復移動するインクジェットヘッド４からインクを吐出することにより、記録用紙Ｐに印刷を行う。より詳細には、インクジェットヘッド４を走査方向に印刷範囲の端から端まで（所定距離）移動させる１回のパス（吐出機会）の間に、インクジェットヘッド４からインクを吐出させる動作（インク吐出動作）を複数回行わせる一連の動作を、記録用紙Ｐを紙送り方向に搬送させつつ繰り返し行わせることにより、記録用紙Ｐに印刷を行う。

次に、インクジェットヘッド４について説明する。図２は図１のインクジェットヘッド４の平面図である。図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

図２、図３に示すように、インクジェットヘッド４は、圧力室１０、ノズル１５を含むインク流路が形成された流路ユニット３１と、圧力室１０内のインクに圧力を付与するための圧電アクチュエータ３２とを備えている。

流路ユニット３１は、キャビティプレート２１、ベースプレート２２、マニホールドプレート２３及びノズルプレート２４の４枚のプレートが互いに積層されることによって構成されている。４枚のプレート２１〜２４のうちノズルプレート２４を除いた３枚のプレート２１〜２３はステンレスなどの金属材料からなり、ノズルプレート２４は、ポリイミドなどの合成樹脂材料からなる。あるいは、ノズルプレート２４も、他の３枚のプレート２１〜２３と同様、金属材料により構成されていてもよい。

キャビティプレート２１には、走査方向を長手方向とする略楕円の平面形状を有する複数の圧力室１０が形成されている。複数の圧力室１０は、紙送り方向に配列されて１つの圧力室１０の列を形成しているとともに、このような圧力室１０の列が、走査方向に４列に配置されている。ベースプレート２２には、平面視で複数の圧力室１０の長手方向に関する両端部と対向する部分に、それぞれ、略円形の平面形状を有する複数の貫通孔１２、１３が形成されている。

マニホールドプレート２３には、マニホールド流路１１が形成されている。マニホールド流路１１は、上記４つの圧力室１０の列に対応して設けられており、それぞれが、各圧力室１０の列を構成する複数の圧力室１０の略右半分と対向する部分において紙送り方向に延びている。また、マニホールド流路１１には、図２における上端部と対向する位置に設けられており、サブタンク３と接続された、４つのインク供給口９からインクが供給される。より詳細には、上記４つのインク供給口９からは、図２の左側に配置されているものから順に、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクが供給される。

また、マニホールドプレート２３には、平面視で複数の貫通孔１３と対向する部分に、略円形の平面形状を有する複数の貫通孔１４が形成されている。ノズルプレート２４には、平面視で貫通孔１４と対向する部分に複数のノズル１５が形成されている。複数のノズル１５は、圧力室１０と同様、紙送り方向に配列されることによって１つのノズル列を形成しているとともに、このようなノズル列が走査方向に４列に配列されており、複数のノズル１５からは、図２の左側のノズル列を構成するものから順に、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクが吐出される。

そして、流路ユニット３１においては、マニホールド流路１１が貫通孔１２を介して圧力室１０と連通しているとともに、圧力室１０が貫通孔１３、１４を介してノズル１５に連通している。このように、流路ユニット３１には、マニホールド流路１１から圧力室１０を経てノズル１５に至る複数の個別インク流路が形成されている。

圧電アクチュエータ３２は、振動板４１、圧電層４２及び個別電極４３を備えている。振動板４１はステンレスなどの金属材料からなり、複数の圧力室１０を覆うように流路ユニット３１の上面に接合されている。また、導電性を有する振動板４１は、後述するように圧電アクチュエータ３２を駆動するための共通電極を兼ねており、常にグランド電位に保持されている。

圧電層４２は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との混晶であるチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電材料からなり、振動板４１の上面に複数の圧力室１０にまたがって連続的に配置されている。

複数の個別電極４３は、圧力室１０よりも一回り小さい、略楕円の平面形状を有しており、圧電層４２の上面における、複数の圧力室１０の略中央部と対向する部分にそれぞれ配置されている。また、複数の個別電極４３は、その長手方向に関するノズル１５と反対側の端部が圧力室１０と対向しない部分まで延びており、その先端部が接続端子４３ａとなっている。接続端子４３ａは、図示しないフレキシブル配線部材（ＦＰＣ）を介してドライバＩＣ４５（図４参照）に接続されており、複数の個別電極４３には、ドライバＩＣ４５により個別に駆動電位が付与される。

また、前述の圧電層４２のうち、複数の個別電極４３と共通電極としての振動板４１とに挟まれた部分はその厚み方向に分極されている。

ここで、圧電アクチュエータ３２の駆動方法について説明する。圧電アクチュエータ３２においては、複数の個別電極４３は予めドライバＩＣ４５によりグランド電位に保持されている。そして、ドライバＩＣ４５により複数の個別電極４３のいずれかに駆動電位が付与されると、当該個別電極４３とグランド電位に保持された共通電極としての振動板４１との間に電位差が生じ、圧電層４２のこれらの電極に挟まれた部分には分極方向と同じ厚み方向の電界が発生する。これにより、圧電層４２の当該部分が厚み方向と直交する水平方向に収縮し、その結果、振動板４１及び圧電層４２が全体として圧力室１０側に凸となるように変形する。この変形により、圧力室１０の容積が減少して圧力室１０内のインクの圧力が上昇し、圧力室１０に連通するノズル１５からインクが吐出される。

次に、プリンタ１の動作を制御する制御装置５０について説明する。図５は制御装置５０のブロック図である。制御装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などからなり、これらが、印刷制御部５１、デューティ検出部５２、待機時間決定部５３、しきい値決定部５４などとして動作する。

印刷制御部５１は、プリンタ１に接続されたＰＣなどから入力される、記録用紙Ｐにおけるインク滴の着弾位置や着弾させるインク滴の体積などを示すパス毎の印刷データに応じて、プリンタ１において印刷を行う際の、キャリッジ２（具体的にはキャリッジ２を移動させるためのモータなど）、搬送ローラ７（具体的には搬送ローラ７を回転させる図示しないモータなど）、及び、ドライバＩＣ４５（インクジェットヘッド４）の動作を制御する。

デューティ検出部５２は、プリンタ１に入力された上記パス毎の印刷データから、各パスにおける、インクジェットヘッド４からの最大のインク吐出量（具体的には、すべてのノズル１５から吐出可能な最大量のインクを吐出し続けたときのインク吐出量）に対する、実際に吐出されたインクの量の割合をデューティとして検出する。また、デューティ検出部５２において検出されたデューティの値は、制御装置５０のＲＡＭなどに記憶される。

待機時間決定部５３は、積算部６１及び比較部６２を備えている。積算部６１は、デューティ検出部５２において検出された、直前、２回前、３回前の連続する過去の３回のパスにおけるデューティの値をそれぞれ１００倍した値（デューティの値が高いほどその値が大きくなるパラメータＰ１、Ｐ２、Ｐ３）を、先のパスに比べて、後のパスほど、対応するパラメータの値に対して大きな重み付けを行った上で積算することで積算値Ｓを決定する。具体的には、数式１のようにして算出した値を積算値Ｓとする。なお、数式１における重み付けの係数（１．０、０．８、０．６４）をどのように決定しているかについては、後ほど説明する。

比較部６２は、積算部６１において決定された積算値Ｓと、後述するようにしきい値決定部５４において決定されたしきい値Ｌとを比較し、直前のパスの後における積算値Ｓがしきい値Ｌを超えているときに、直前のパスの後に待機時間を設けることを決定し、そのことを示す信号を印刷制御部５１に出力する。

しきい値決定部５４は、温度検出装置８により検出された温度に基づいて、後述するように待機時間決定部５３により待機時間を設けるか否かを決定する際の基準となるしきい値Ｌを決定する。具体的には、温度検出装置８により検出された温度が１５℃以上のときにしきい値Ｌを１８０とし、１５℃未満のときにしきい値Ｌを１６０とする。すなわち、温度検出装置８により検出された温度が低いときほどしきい値Ｌを小さくする。なお、上記しきい値Ｌとなる１８０、１６０といった値などは、予め制御装置５０のＲＯＭに記憶されている。

次に、制御装置５０の制御によりプリンタ１において印刷を行わせる動作について説明する。プリンタ１においては、印刷制御部５１の制御により、前述したように、キャリッジ２によりインクジェットヘッド４を走査方向に往復移動させながら、ノズル１５からインクを吐出させることにより、記録用紙Ｐに印刷を行う。

そして、このようにして印刷を行う際に、各パスの後に、積算部６１において、デューティ検出部５２により検出された、直前、２回前及び３回前のパスにおけるデューティに対応するパラメータＰ１〜Ｐ３の値を数式１に示すように積算することにより積算値Ｓを決定するとともに、比較部６２において、この積算値Ｓとしきい値決定部５４において決定されたしきい値Ｌとの大小を比較し、積算値Ｓがしきい値Ｌを超えたときに待機時間を設けることを決定する信号を印刷制御部５１に送信する。そして、比較部６２から印刷制御部５１に当該信号が入力されたときに、印刷制御部５１の制御により、対応するパスの後に、例えば、１回のパスに要する時間と同じ０．２ｓｅｃ程度の待機時間が設けられる。

ここで、このように待機時間を設ける理由、及び、過去の３回のパスにおけるデューティの値に基づいて待機時間を設けるか否かを決定する理由について説明する。

上述したようにしてプリンタ１において印刷を行う際、インクジェットヘッド４からインクが吐出されると、インクジェットヘッド４に、吐出されて減少したのと同じ量のインクが、インクカートリッジ２０から供給される。しかしながら、インクジェットヘッド４や、インクジェットヘッド４とインクカートリッジ２０とを接続するサブタンク３及びチューブ６内のインク流路のそれぞれの部分の断面積と長さによって決まる流路抵抗と、インクの粘性により、インクジェットヘッド４からインクが吐出されたときに瞬時にインクジェットヘッド４にインクが供給されるわけではない。すなわち、インクが吐出されるのと、インクが供給されるのとの間には時間差が生じる。

そのため、過去のパスにおけるデューティの値が高い場合など、インクジェットヘッド４からのインクの吐出量が多い場合には、インクジェットヘッド４内のインクの負圧が大きくなり、この状態でさらにインクジェットヘッド４からインクの吐出を続けると、インクの負圧がさらに大きくなり、ノズルにおけるメニスカスを破壊し、インクジェットヘッド４内に空気が流入する。すなわち、インクジェットヘッド４へのインクの供給不足が生じてノズル１５から正常にインクを吐出することができなくなってしまう虞がある。

そこで、本実施の形態では、上述したように、パスの後に待機時間を設け、インクジェットヘッド４にインクが供給されてから次のパスを開始させることにより、このようなインクジェットヘッド４へのインクの供給不足を防止している。しかしながら、仮にこのような待機時間をすべてのパスの後に一律に設けてしまうと、インクジェットヘッド４内のインクの負圧が大きくない場合にも、必要のない待機時間を設けることとなり、印刷速度が低下してしまう。

したがって、インクジェットヘッド４に必要な量のインクが供給されていないときにのみ待機時間を設けることが好ましいが、そのためには、インクジェットヘッド４に必要な量のインクが供給されているか否かを判定する必要がある。

ここで、インクジェットヘッド４へのインクの供給量が少なくなるほど、連続してインクを吐出させた場合に、インクジェットヘッド４内のインクの負圧が大きくなるため、インクジェットヘッド４内の圧力を直接検出することができれば、検出した圧力の大きさに基づいて待機時間を設ける否かを決定することが可能であるが、インクジェットヘッド４内のインク流路は、一般に小さな流路であるため、別途センサなどを設けてインクジェットヘッド４内の圧力を直接検出することは現実的ではない。

そこで、インクジェットヘッド４からのインクの吐出量に対応する、各パスにおけるデューティの値を用いて待機時間を設けるか否かを決定することが考えられる。そして、その一例として、直前のパスにおけるデューティの値が所定のしきい値を超えた場合に待機時間を設けるなど、直前のパスにおけるデューティの値に基づいてのみ待機時間を設けるか否かを決定することが最も容易に考えつく。

しかしながら、インクジェットヘッド４を走査方向に往復移動させつつノズル１５からインクを吐出することによって記録用紙Ｐに印刷を行う場合、実際には、直前のパスにおけるデューティの値が高いからといって直ちにインクジェットヘッド４内のインクが少なくなってインクを吐出することができなってしまうわけではなく、デューティの値が高いパスが連続して続いた場合などに、インクジェットヘッド４内のインクの負圧が徐々に大きくなっていき、最終的にインクジェットヘッド４からインクを吐出することができなくなってしまう。つまり、インクジェットヘッド４内のインクの負圧は直前のパスにおけるデューティの値によってのみ決まるものではなく、それよりさらに前のパスにおけるデューティの値にも依存する。

より詳細に説明すると、前述したように、インクジェットヘッド４へのインクの供給量が減少すると、連続してインクを吐出させた場合に、インクジェットヘッド４内のインクの負圧が大きくなるが、インクジェットヘッド４にインクが流れ込んでくることにより、このインクの負圧は、時間の経過とともに徐々に小さくなっていく。インクの負圧が小さくなっていく割合は、流路構造などにより変わってくるが、一例として、ある流路構造を有するインクジェットヘッド４では、例えば、１回のパスに要する時間が０．２ｓｅｃ程度である場合に、１回のパス毎に、それよりも前のパスにおいて発生したインクの負圧が、８０％程度まで小さくなることが経験的に知られている。

そして、この例の場合、直前のパスの後、インクジェットヘッド４には、８０％程度まで小さくなった２回前のパスにおいて発生したインクの負圧、及び、６４％（＝０．８^２×１００）程度まで小さくなった３回前のパスにおいて発生したインクの負圧など、直前のパスよりも前のパスにおいて発生したインクの負圧に、直前のパスにおいて発生したインクの負圧が累積されたインクの負圧が生じることとなる。このように、直前のパスの後のインクジェットヘッド４内のインクの負圧は、直前のパスよりだけでなく前のパスにおけるデューティの値にも依存したものとなる。言い換えれば、直前のパスにおけるデューティの値は、インクジェットヘッド４におけるインクの負圧と正確に対応したものとはなっていない。

そのため、直前のパスにおけるデューティの値のみにより待機時間を設けるか否かを決定しようとすると、直前のパスの前にデューティの値が高いパスが続いていた場合など、インクを供給にあたり最も厳しい条件を設定することにより、しきい値を設定する必要がある。

しかしながら、上述の最も厳しい条件以外の場合、例えば、直前のパスよりも前にデューティの値が小さいパスが続いていた場合などにおいては、必要のない待機時間が設けられることとなり、その結果、プリンタ１における印刷速度が低下してしまう。

そこで、本実施の形態では、上述したように、直前、２回前及び３回前のパスにおけるデューティに対応するパラメータＰ１〜Ｐ３を積算した積算値Ｓがしきい値Ｌを超えたパスの後に待機時間を設けている。

この場合、積算値Ｓは、過去の連続する３回のパスにおけるパラメータＰ１〜Ｐ３の値を積算したものであるため、インクジェットヘッド４におけるインクの減少の程度に対応したものとなる。

さらに、上述したように、過去のパスにおいて発生したインクジェットヘッド４内のインクの負圧は時間の経過とともに小さくなっていくため、後のパスにおけるデューティの値ほど、インクジェットヘッド４内のインクの負圧と大きな関連があるが、パラメータＰ１〜Ｐ３を積算して積算値Ｓを決定する際に、上述のように、先のパスに比べて、後のパスほど、そのパスにおけるパラメータの値に対して大きな重み付けを行っているため、積算値Ｓは、より正確にインクジェットヘッド４におけるインクの負圧に対応したものとなる。

したがって、インクジェットヘッド４に必要な量のインクが供給されていないときには、積算値Ｓがしきい値Ｌを超えて、パスの後に待機時間が設けられるため、インクジェットヘッド４へのインクの供給不足を防止することができる。一方、インクジェットヘッド４内のインクの負圧が大きくない場合には、積算値Ｓがしきい値Ｌを超えず、必要のない待機時間が設けられてしまうことがないため、印刷速度が低下してしまうのを極力抑えることができる。

なお、本実施の形態では、上述の例のように１回のパスに要する時間の間に、インクジェットヘッド４内のインクの負圧が８０％程度に小さくなるのにあわせて、積算値Ｓを算出するための数式１における、直前、２回前及び３回前のパスにおけるデューティの値に対する重み付けの係数の値を、それぞれ１．０、０．８、及び、０．６４（＝０．８^２）としている。ただし、これらの重み付けの係数は、インクジェットヘッド４内のインクの負圧が、時間の経過とともにどの程度小さくなっていくかにあわせて適宜変更可能である。

また、インクは、温度が低くなるほどその粘性が増加して流れにくくなる（流動抵抗が増す）ため、インクの温度が低いときほど、インクジェットヘッド４へのインクの供給量は少なくなる。

しかしながら、本実施の形態では、温度検出装置８により検出される温度が低いときほどしきい値Ｌを小さくしているため、インクジェットヘッド４に必要な量のインクが供給されていないときに、確実に積算値Ｓがしきい値Ｌを超えて、パスの後に待機時間が設けられる。したがって、インクジェットヘッド４へのインクの供給不足を確実に防止することができる。

なお、しきい値Ｌ、及び、しきい値Ｌを１８０及び１６０のいずれの値に決定にするかの境界となる温度は、温度変化によるインクの粘性の変化の程度などに合わせて適宜変更可能である。

表１は、上述のようにプリンタ１を動作させて印刷を行う場合の、各パスにおけるパラメータＰ１〜Ｐ３の値、各パスにおける積算値Ｓの値、及び、各パスの後に待機時間を設けるか否かの例を示している。

表１に示すように、この例では、連続する９回のパスにおけるデューティの値が、先のものから順に、１０％、３０％、８０％、９０％、６０％、２０％、８０％、７０％、６０％となっている。なお、この例では、最初のパスの前には、インクジェットヘッド４においてインクの負圧は生じていないものとしている。

そして、この場合には、表１に示すように、温度検出装置８により検出された温度が１５℃以上の場合には、５番目のパスの後にのみ、積算値Ｓがしきい値Ｌ（＝１８０）を超え、１５℃未満の場合には、４番目、５番目及び９番目のパスの後にのみ積算値Ｓがしきい値Ｌ（＝１６０）を超える。そして、これらのパスの後に待機時間が設けられる。

次に、本実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、本実施の形態と同じ構成を有するものについては同じ符号を付し、適宜その説明を省略する。

上述の実施の実施の形態では、温度検出装置８により検出される温度に応じてしきい値決定部５４において決定されるしきい値Ｌの大きさを変更したが、これには限られない。例えば、一変形例（変形例１）では、表２に示すように、温度検出装置８により検出される温度に関わらずしきい値Ｌを一定（＝１６０）としており、待機時間決定部５３が、待機時間を設けるか否かを決定するのに加えて、待機時間の長さを決定するように構成されている。そして、積算値Ｓがしきい値Ｌを超えたときに待機時間を設けるとともに、温度検出装置８により検出される温度が１５℃以上のときには、待機時間の長さをＴ１（例えば、１回のパスに要する時間と同じ０．２ｓｅｃ程度）とし、１５℃未満のときには待機時間の長さをＴ１よりも長いＴ２（例えば、２回のパスに要する時間と同じ０．４ｓｅｃ程度）とする。すなわち、インクの温度が高いときほど、待機時間の長さを長くしている。

この場合には、温度が低くなることによりインクの粘性が増加することでインクジェットヘッド４へのインクの供給量が少なくなっているときに、待機時間が長くなるため、インクジェットヘッド４に必要な量のインクが供給されていないときに、確実にインクジェットヘッド４にインクが供給されるのに必要な待機時間が設けられる。したがって、インクジェットヘッド４へのインクの供給不足を確実に防止することができるとともに、必要のない待機時間が設けられることがなく、印刷速度の低下を極力抑えることができる。

また、変形例１では、温度検出装置８により検出された温度に基づいて、待機時間の長さを決定したが、これには限られず、例えば、積算値Ｓが大きいときほど、待機時間を長くするなどしてもよい。

この場合には、積算値Ｓが大きいときほど、インクジェットヘッド４内のインクの負圧が大きいため、積算値Ｓが大きいほど待機時間を長くすることにより、インクジェットヘッド４内のインクの負圧に応じて、インクの負圧が解消されるのに必要な分だけインクが供給されるための待機時間が設けられる。したがって、インクジェットヘッド４へのインクの供給不足を確実に防止することができるとともに、必要のない待機時間が設けられることがなく、印刷速度の低下を極力抑えることができる。

また、上述の実施の形態では、パラメータＰ１〜Ｐ３を累積して積算値Ｓを算出する際に、後のデューティの値に対して程大きな重み付けを行っていたが、これには限られず、表３に示すように、パラメータＰ１〜Ｐ３の値をそのまま累積した値を積算値Ｓとしてもよい。

この場合でも、積算値Ｓは、過去の連続する３回のパスにおけるパラメータＰ１〜Ｐ３の値を積算したものであるため、インクジェットヘッド４におけるインクの負圧の大きさに対して正確に対応したものとなる。したがって、インクジェットヘッド４へのインクの供給不足、及び、印刷速度の低下をある程度は抑えることができる。

また、上述の実施の形態では、パラメータＰ１〜Ｐ３に対する重み付けの係数の値がすべて一定であったが、これには限られない。２回前のパスの後又は３回前のパスの後に待機時間が設けられていた場合には、２回前及び３回前のパスにおいて発生したインクジェットヘッド４内のインクの負圧は、当該待機時間の間にも小さくなる。そこで、２回前のパスの後に待機時間が設けられていた場合にはパラメータＰ２、Ｐ３に対する重み付けの係数、３回前のパスの後に待機時間が設けられていた場合にはパラメータＰ３に対する重み付けの係数を、それぞれ、待機時間が設けられていなかった場合よりも小さくして積算値Ｓを算出してもよい。なお、この場合のパラメータＰ２及びＰ３に対する重み付けの係数の値は、例えば、待機時間の長さによって決めればよい。

また、上述の実施の形態では、各パスにおけるインクジェットヘッド４からの最大のインク吐出量に対する、実際に吐出されたインクの量の割合をデューティとし、このデューティの値に基づいて、パスの後に待機時間を設けるか否かを決定したが、これには限られない。

例えば、プリンタ１では、前述したように、パスごとに、複数のノズル１５からインクを吐出させる動作（インク吐出動作）が複数回繰り返されるが、各インク吐出動作（吐出機会）における、インクジェットヘッド４からの最大のインク吐出量に対する、実際に吐出されたインクの量の割合をデューティとし、このデューティの値に基づいて、各インク吐出動作の後に待機時間を設けるか否かを決定してもよい。

あるいは、インクジェットヘッド４が、走査方向に関する印刷範囲の端から端までの距離とは異なる所定距離だけ移動するとともに、上記インク吐出動作が所定の複数回連続して行われる間（吐出機会）における、最大のインク吐出量に対する、実際に吐出されたインクの量の割合をデューティとし、このデューティの値に基づいて、インク吐出動作が上記所定の複数回連続して行われた後に待機時間を設けるか否かを決定してもよい。

また、上述の実施の形態では、インクジェットヘッド４がキャリッジ２とともに走査方向に往復移動するいわゆるシリアルヘッドであったが、インクジェットヘッドは、走査方向に関して記録用紙Ｐの全長にわたって延びているとともにプリンタ１に固定された、いわゆるラインヘッドであってもよい。この場合には、ラインヘッドの複数のノズルからインクを吐出させる動作（インク吐出動作）を、搬送ローラ７により記録用紙Ｐを紙送り方向に搬送させつつ繰り返し行わせることにより、記録用紙Ｐに印刷を行う。

そして、インクジェットヘッドがラインヘッドである場合には、各インク吐出動作（吐出機会）における、最大のインク吐出量に対する、実際のインク吐出量の割合をデューティとし、このデューティの値に基づいて、各インク吐出動作が行われた後に待機時間を設けるか否かを決定してもよい。

あるいは、上記インク吐出動作が所定の複数回連続して行われる間（吐出機会）における、インクジェットヘッドからの最大のインク吐出量に対する、実際に吐出したインクの量の割合をデューティとし、このデューティの値に基づいて、上記液体吐出動作が所定の複数回連続して行われた後に待機時間を設けるか否かを決定してもよい。

また、上述の実施の形態では、過去の連続する３回のパスにおけるパラメータＰ１〜Ｐ３の値を累積して積算値Ｓを算出しているが、直前のパスを含むものであれば、連続する２回のパス、あるいは、４回以上のパスにおけるパラメータの値を累積して積算値Ｓを算出してもよい。なお、この場合には、累積させるパラメータの値の個数にあわせてしきい値Ｌを決定する必要がある。

また、上述の実施の形態では、各パスにおけるデューティの値を１００倍することにより、パラメータの値としていたが、これには限られず、デューティの値が大きいほどその値が大きくなるようにパラメータの値を決定するものであれば、他の方法によってパラメータの値を決定してもよい。

また、上述の実施の形態では、積算値Ｓがしきい値Ｌを超えたか否かにより待機時間を設けるか否かを決定したが、これには限られず、例えば、直前、２回前及び３回前のパスに対して個別にしきい値を決めておき、２つ以上のパスにおけるデューティの値がしきい値を超えた場合に、待機時間を設けるなど、直前のパスを含む過去の連続する２回以上のパスにおけるデューティの値に基づく他の方法により、直前のパスの後に待機時間を設けるか否かを決定してもよい。

また、以上では、インクジェットヘッド４を待機させるに当たり、キャリッジ２の移動を停止させることで、インクジェットヘッド４を待機させることに限られず、キャリッジ２を移動させたまま、インクジェットヘッド４からインクを吐出させないことによって、インクジェットヘッド４を待機させてもよい。この場合には、直前のパスの後にキャリッジ２の減速やその後に記録を開始する際の加速を緩やかにすることで、キャリッジ２を移動させたまま、インクジェットヘッド４を待機させてもよい。

また、以上では、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドを備えたプリンタに本発明を適用した例について説明したが、これには限られず、ノズルからインク以外の液体を吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置に本発明を適用することも可能である。

１ プリンタ
２ キャリッジ
４ インクジェットヘッド
８ 温度検出装置
５１ 印刷制御部
５２ デューティ検出部
５３ 待機時間決定部
５４ しきい値決定部

Claims (5)

1. 複数のノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
   前記複数のノズルから液体を吐出させる液体吐出動作を繰り返し行わせるように前記液体吐出ヘッドを制御する制御手段と、
   ある吐出機会における、前記液体吐出ヘッドからの最大の液体吐出量に対する実際に吐出された液体吐出量の割合であるデューティの値を検出するデューティ検出手段と、
   各吐出機会の後に待機時間を設けるか否か、をそれぞれ決定する待機時間決定手段とを備えており、
   前記待機時間決定手段は、前記デューティ検出手段により検出された、直前の吐出機会を含む連続する２回以上の過去の吐出機会におけるデューティの値に基づいて、検出されたデューティの値が大きいほどその値が大きくなる所定のパラメータの値を吐出機会ごとに決定するとともに、直前の吐出機会を含む連続する２回以上の過去の吐出機会における各パラメータの値を、先の吐出機会に比べて、後の吐出機会ほど、その吐出機会におけるデューティの値に対応するパラメータの値に対して大きな重み付けをして積算した値が所定のしきい値を越えているときに前記待機時間を設けることを決定し、
   前記制御手段は、前記待機時間決定手段により前記待機時間を設けることが決定された場合に、直前の吐出機会の後に、前記液体吐出ヘッドを待機させることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記制御手段により制御されるものであり、前記液体吐出ヘッドを所定の走査方向に移動させる移動手段をさらに備えており、
   前記制御手段は、
   各吐出機会において、前記移動手段により前記液体吐出ヘッドを前記走査方向に所定距離移動させながら、前記複数のノズルから液体を吐出させる動作を行わせるように、前記液体吐出ヘッド及び前記移動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 液体の温度を検出する温度検出手段と、
   前記しきい値を決定するしきい値決定手段とをさらに備えており、
   前記しきい値決定手段は、前記温度検出手段により検出された温度が低いときほど、その値が小さくなるように前記しきい値を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
4. 前記待機時間決定手段は、
   前記待機時間を設けるか否かを決定するのに加えて、前記待機時間を設ける場合に前記待機時間の長さを決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
5. 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、
   前記待機時間決定手段は、前記温度検出手段により検出された温度が低いときほど、その長さが長くなるように、前記待機時間の長さを決定することを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。

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