JP5434332B2 - 記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドを有する記録装置に関する。

インクジェットプリンタが有するインクジェットヘッドには、印刷用紙等の記録媒体にインク滴を吐出する複数のノズルが形成されている。このようなインクジェットヘッドにおいては、ノズル内のインクが時間の経過に伴って増粘し、インク吐出特性が変化したり吐出不良が発生したりすることがある。これを防止するため、ノズルに形成されたメニスカスが微振動するようにアクチュエータを駆動し、ノズル内のインクを攪拌することによって、ノズル内のインク粘度を低下させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１２１７２２号公報（図５）

メニスカスを微振動させるだけでは、ノズル内のインクの粘度を十分に低下させることが難しく、所望の体積のインク滴が吐出されず記録品質が低下することがある。

本発明の目的は、記録品質が低下するのを抑制することができる記録装置を提供することにある。

本発明の記録装置は、記録媒体に記録すべき画像を構成する複数のドットの位置及び記録媒体に着弾すべき液体の体積を示す画像データを記憶する記憶手段と、前記記録媒体を搬送する搬送装置と、複数の圧力室、及び、前記圧力室に連通していると共に前記搬送装置によって搬送された前記記録媒体に液体を吐出する複数の吐出口を有する流路ユニットと、前記圧力室の容積を変化させることによって前記圧力室内の液体にエネルギーを付与するエネルギー付与手段と、前記記録媒体に記録される画像の記録解像度に対応する単位距離だけ前記記録媒体が搬送されるのに要する時間を記録周期としたとき、前記記録周期毎に、各圧力室について前記画像データが示す体積の液体を吐出させる駆動信号を、前記エネルギー付与手段に供給する制御装置とを備えている。前記制御装置は、前記画像データに基づいて、各吐出口について、液体を吐出しない前記記録周期が所定数以上連続した後に最初に現れる液体を吐出すべき前記記録周期を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記記録周期を含む連続した２以上の前記記録周期である連続記録周期群に係る全ての前記記録周期において当該吐出口から液体が吐出されるように、且つ、前記連続記録周期群において当該吐出口から吐出されるべき液体の体積の合計が変換前よりも大きくなるように、前記画像データを変換する変換手段と、前記連続記録周期群に係る少なくとも最初に現れる前記記録周期において、前記吐出口から液体が吐出されない範囲で前記圧力室の容積を変形させる一又は複数の不吐出パルス、及び、前記不吐出パルスの後に現れると共に当該吐出口から前記画像データが示す体積の液体が吐出されるように前記圧力室の容積を変形させる吐出パルスを含む前記駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを有し、前記変換手段は、前記連続記録周期群に係る最初に現れる前記記録周期、及び前記連続記録周期群に係る２番目に現れる前記記録周期それぞれにおいて、変換前の前記画像データが示す前記吐出口から吐出されるべき液体の体積が０よりも大きい場合において、前記検出手段が検出した前記記録周期前に連続する液体を吐出しない前記記録周期の数である不吐出周期数ｎが閾値ｊ未満であれば、前記連続記録周期群に係る最初に現れる前記記録周期において前記吐出口から吐出されるべき液体の体積が変換前と同じとなり、前記連続記録周期群に係る２番目に現れる前記記録周期において前記吐出口から吐出されるべき液体の体積が変換前よりも大きくなるように前記画像データを変換し、前記不吐出周期数ｎが前記閾値ｊ以上且つ閾値ｋ以下であれば、前記連続記録周期群に係る最初に現れる前記記録周期において前記吐出口から吐出されるべき液体の体積が変換前よりも大きくなり、前記連続記録周期群に係る２番目に現れる前記記録周期において前記吐出口から吐出されるべき液体の体積が変換前と同じとなるように前記画像データを変換し、前記不吐出周期数ｎが前記閾値ｋを超えていれば、前記連続記録周期群に係る最初に現れる前記記録周期において前記吐出口から吐出されるべき液体の体積、及び、前記連続記録周期群に係る２番目に現れる前記記録周期において前記吐出口から吐出されるべき液体の体積それぞれが変換前よりも大きくなるように前記画像データを変換する。

本発明によると、一定時間吐出口から液体が吐出されないことによって吐出口内の液体の粘度が高くなっても、吐出口から液体を吐出する直前に不吐出パルスによって吐出口内の液体が攪拌されるため、液体の吐出特性が低下するのを抑制するこができる。さらに、吐出口内の液体の粘度が高くなっていることによって、吐出される液体の体積が不足しても、不足した体積が補われるように、次の１又は複数の記録周期において当該吐出口から液体が吐出されるため、記録品質が低下するのを抑制することができる。

また、本発明においては、前記駆動信号生成手段が、前記連続記録周期群に係る全ての前記記録周期において、前記不吐出パルスを含む前記駆動信号を生成することが好まし。これによると、吐出口内の液体の粘度を確実に低下させることができる。

本発明においては、前記駆動信号における、前記不吐出パルス同士の間隔、及び、前記不吐出パルスと前記吐出パルスとの間隔が同じであることが好ましい。これによると、不吐出パルスによって吐出口内の液体を効率よく攪拌することができると共に、攪拌による圧力室内における圧力波を利用して効率よく液体を吐出することができる。

また、本発明においては、前記エネルギー付与手段が、圧電層、前記圧力室に対向する前記複数の個別電極、及び、前記個別電極との間で前記圧電層を挟む共通電極を有しており、前記不吐出パルスの幅は、前記圧電層を変形させることによって発生する圧力波が、前記圧力室に係る液体の供給口から前記吐出口までの距離を伝播する時間の１／３以下であることがより好ましい。これによると、吐出口から液体が漏れ出るのを抑制しつつ吐出口内の液体を効率よく攪拌することができる。

さらに、本発明においては、前記画像データが各ドットについて複数種類の体積のうちいずれかを示しており、前記検出手段が、液体を吐出しない前記記録周期が前記所定数以上連続した後に最初に現れる液体を吐出すべき前記記録周期のうち、前記ドットに係る前記複数種類の体積のうち０の次に小さい体積の液体を吐出する前記記録周期のみを検出することが好ましい。これによると、不吐出パルスの数が少なくなるため、省電力化を図ることができる。

加えて、本発明においては、前記液体がチキソ性を有していることが好ましい。これによると、吐出口から液体を吐出する直前に不吐出パルスによって吐出口内の液体が攪拌されることによって、瞬時に液体の粘度が下がるため、液体の吐出特性が低下するのを抑制することができる。

本発明によると、一定時間吐出口から液体が吐出されないことによって吐出口内の液体の粘度が高くなっても、吐出口から液体を吐出する直前に不吐出パルスによって吐出口内の液体が攪拌されるため、液体の吐出特性が低下するのを抑制するこができる。さらに、吐出口内の液体の粘度が高くなっていることによって、吐出される液体の体積が不足しても、不足した体積が補われるように、次の１又は複数の記録周期において当該吐出口から液体が吐出されるため、記録品質が低下するのを抑制することができる。

本発明の一実施形態によるインクジェットプリンタの断面図である。 図１に示すインクジェットヘッドの幅方向に沿った断面図である。 図２に示すIII-III線に関する断面図である。 図３に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 （ａ）図２に示すアクチュエータユニットの部分断面図である。（ｂ）アクチュエータユニットの部分平面図である。 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。 図６に示す検出部及び変換部の動作例を説明するための図である。 図６に示す検出部及び変換部の他の動作例を説明するための図である。 図６に示す駆動信号生成部によって生成される１印刷周期における吐出駆動信号の波形図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

インクジェットプリンタ１０１は、図１に示すように、直方体形状の筐体１ａを有し、筐体１ａの上部には、排紙部３１が設けられている。また、筐体１ａ内は、上から順に３つの空間Ａ、Ｂ、Ｃに区分されている。空間Ａには、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインクをそれぞれ吐出する４つのインクジェットヘッド１、及び、搬送ユニット２０が配置されている。空間Ｂ、Ｃはそれぞれ、筐体１ａに対して着脱可能な給紙ユニット１ｂ及びインクタンクユニット１ｃが配置される空間である。なお、本実施形態において、副走査方向とは搬送ユニット２０で用紙Ｐを搬送するときの搬送方向と平行な方向であり、主走査方向とは副走査方向に直交する方向であって水平面に沿った方向である。

インクジェットプリンタ１０１の内部には、給紙ユニット１ｂから排紙部３１に向けて、用紙Ｐが搬送される用紙搬送経路が形成されている（図１中太矢印）。給紙ユニット１ｂは、複数枚の用紙Ｐを収納することが可能な給紙トレイ２３と、給紙トレイ２３に取り付けられた給紙ローラ２５とを有している。給紙ローラ２５は、給紙トレイ２３に積層して収納された複数の用紙Ｐのうち、最も上方にある用紙Ｐを送り出す。給紙ローラ２５によって送り出された用紙Ｐは、ガイド２７ａ、２７ｂによりガイドされ且つ送りローラ対２６によって挟持されつつ搬送ユニット２０へと送られる。

搬送ユニット２０は、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７間に巻回されたエンドレスの搬送ベルト８と、テンションローラ１０とを有している。テンションローラ１０は、搬送ベルト８の下側ループにおいて、その内周面に接触しつつ下方に付勢されることで搬送ベルト８にテンションを付加している。ベルトローラ７は、駆動ローラであって、搬送モータＭから２つのギアを介して駆動力が与えられることで、図１中時計回りに回転する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、ベルトローラ７の回転により搬送ベルト８が走行するのに伴って、図１中時計回りに回転する。

搬送ベルト８の外周面８ａにはシリコーン処理が施されており、粘着性を有している。用紙搬送経路上において搬送ベルト８を挟んでベルトローラ６と対向する位置には、ニップローラ４が配置されている。ニップローラ４は、給紙ユニット１ｂから送り出された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえ付ける。外周面８ａに押さえ付けられた用紙Ｐは、その粘着力によって外周面８ａ上に保持されつつ、図１右方へと搬送される。

また、用紙搬送経路上において搬送ベルト８を挟んでベルトローラ７と対向する位置には、剥離プレート５が設けられている。剥離プレート５は、用紙Ｐを外周面８ａから剥離する。剥離された用紙Ｐは、ガイド２９ａ，２９ｂによりガイドされ且つ二組の送りローラ対２８によって挟持されつつ搬送され、筐体１ａ上部の開口３０から排紙部３１へと排出される。

４つのインクジェットヘッド１は、フレーム３を介して筐体１ａに支持されている。また、４つのインクジェットヘッド１は、それぞれ主走査方向に沿って延在し、副走査方向には互いに平行に配置されている。すなわち、インクジェットプリンタ１０１は、主走査方向に延びる吐出領域が形成されたライン式のカラーインクジェットプリンタである。各インクジェットヘッド１の下面は、インク滴が吐出される吐出面２ａである。

搬送ベルト８のループ内には、４つのインクジェットヘッド１と対向して、プラテン１９が配置されている。プラテン１９の上面は、搬送ベルト８の上側ループの内周面と接触しており、搬送ベルト８の内周側からこれを支持している。これにより、搬送ベルト８の上側ループの外周面８ａとインクジェットヘッド１の下面、即ち吐出面２ａとが対向しつつ平行になり、且つ、画像形成に適した所定間隔の隙間が形成されている。当該隙間は、用紙搬送経路の一部を構成する。搬送ベルト８によって搬送されてきた用紙Ｐが４つのヘッド１のすぐ下方を通過する際に、各ヘッド１から用紙Ｐの上面に向けて各色のインクが順に吐出され、用紙Ｐ上に所望のカラー画像が形成される。

インクジェットヘッド１はそれぞれ、空間Ｃのインクタンクユニット１ｃに装着されたインクタンク４９とチューブ（図示せず）を介して接続されている。４つのインクタンク４９には、それぞれ対応するインクジェットヘッド１の吐出するインクが貯溜されている。本実施形態において、各インクタンク４９に貯溜されているインクは、チキソ性を有している。チキソ性とは静止状態においては粘度が高く、攪拌されたときや流動状態においては瞬間的に粘度が低下する物性をいう。

次に、図２、図３を参照しつつインクジェットヘッド１について詳細に説明する。なお、図３においては、下筐体８７が省略されている。

図２に示すように、インクジェットヘッド１は、リザーバユニット７１と、流路ユニット９及びアクチュエータユニット２１を含むヘッド本体２と、一端がアクチュエータユニット２１に接続されていると共にドライバＩＣ５２が実装されたＣＯＦ（Chip On Film：平型柔軟基板）５０と、ＣＯＦ５０の他端が接続された制御基板５４とを有している。さらに、インクジェットヘッド１は、リザーバユニット７１及び流路ユニット９を包囲する箱体を形成する上筐体８６及び下筐体８７と、上筐体８６の上方において制御基板５４を包囲するヘッドカバー５５とを有している。

リザーバユニット７１は、ヘッド本体２の上面に固定されていると共にヘッド本体２にインクを供給する流路形成部材である。また、リザーバユニット７１は、プレート９１〜９４の４枚のプレートが互いに位置合わせされて積層された積層体であり、その内部に、図示しないインク流入流路、インクリザーバ７２、及び、１０個のインク流出流路７３が互いに連通するように形成されている。なお、図２においては、１つのインク流出流路７３のみが表れている。インク流入流路は、インクタンク４９からのインクが流入する流路である。インクリザーバ７２は、インク流入流路から流入したインクを一時的に貯溜するインク溜である。インク流出流路７３は、インクリザーバ７２からのインクが流出する流路であって、流路ユニット９の上面に形成されたインク供給口１０５ｂに連通している。インクタンク４９からのインクは、インク流入流路を介してインクリザーバ７２に流入し、インク流出流路７３を通過して、インク供給口１０５ｂから流路ユニット９に供給される。

また、プレート９４の下面には、凹部９４ａが形成されている。凹部９４ａは、流路ユニット９の上面との間で空隙９０を形成している。空隙９０には、流路ユニット９上の４つのアクチュエータユニット２１が、流路ユニット９の長手方向に沿って等間隔で配列されている。また、積層体の側面には、リザーバユニット７１の長手方向に沿って、空隙９０の４つの開口９０ａが千鳥状に等間隔で形成されている。また、プレート９４の下面は、凸部（凹部９４ａ以外の部分）が流路ユニット９と接着されている。凸部内には、インク流出流路７３が形成されている。

ＣＯＦ５０は、その一方端部近傍がアクチュエータユニット２１の上面に接続されている。ＣＯＦ５０は、アクチュエータユニット２１の上面から水平方向に延在して開口９０ａを通過した後、上方に向かって略直角に湾曲して折り曲げられ、上筐体８６及び下筐体８７の内壁面に形成された切欠き５３を通過してリザーバユニット７１の上方に引き出されている。また、ＣＯＦ５０は、リザーバユニット７１の上方において、図２中左方に延在した後に、上筐体８６に形成されたスリット８６ａから上筐体８６の上方に引き出されている。そして、上筐体８６の上方において、ＣＯＦ５０の他方端部がコネクタ５４ａを介して制御基板５４に接続されている。ＣＯＦ５０の途中部には、ドライバＩＣ５２が実装されている。ドライバＩＣ５２は、リザーバユニット７１の上面に貼り付けられており、リザーバユニット７１と熱的に結合されている。これにより、ドライバＩＣ５２から発生した熱が、リザーバユニット７１に伝達してドライバＩＣ５２を冷却する一方で、リザーバユニット７１内のインクを温めることによってインクの粘度が高くなるのを抑制している。

制御基板５４は、上筐体８６の上方に配置されており、ＣＯＦ５０のドライバＩＣ５２を介してアクチュエータユニット２１の駆動を制御する。ドライバＩＣ５２は、アクチュエータユニット２１を駆動する駆動信号を生成するものである。

さらに、図３及び図４を参照しつつ、ヘッド本体２について説明する。なお、図４では説明の都合上、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１１０、アパーチャ１１２及び吐出口１０８を実線で描いている。

ヘッド本体２は、図３に示すように、流路ユニット９の上面９ａに４つのアクチュエータユニット２１が固定された積層体である。流路ユニット９も、ステンレス鋼からなる複数の金属製のプレートを互いに位置合わせした積層体である。図３及び図４に示すように、流路ユニット９は、圧力室１１０等を含むインク流路が内部に形成されている。アクチュエータユニット２１は、各圧力室１１０に対応した複数のアクチュエータを含んでおり、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。

流路ユニット９の上面９ａには、リザーバユニット７１のインク流出流路７３（図２参照）に対応して、計１０個のインク供給口１０５ｂが開口している。流路ユニット９の内部には、図３に示すように、インク供給口１０５ｂに連通するマニホールド流路１０５、マニホールド流路１０５から分岐した副マニホールド流路１０５ａ、さらに副マニホールド流路１０５ａから分岐した多数の個別インク流路１３２が形成されている。流路ユニット９の下面には、図４に示すように、吐出面２ａが形成されており、多数の吐出口１０８がマトリクス状に配置されている。流路ユニット９の上面９ａ（アクチュエータユニット２１の固定面）にも、菱形の平面形状を有する圧力室１１０が第１方向及びこれに交差する第２方向に関して、マトリクス状に多数配置されている。なお、吐出口１０８は、主走査方向に関して主走査方向解像度である６００ｄｐｉの間隔で配列されている。

本実施形態では、流路ユニット９の長手方向に等間隔に並ぶ圧力室１１０の列が、幅方向に互いに平行に１６列配列されている。各圧力室列に含まれる圧力室１１０の数は、後述のアクチュエータユニット２１の外形形状（台形形状）に対応して、その長辺側（下底側）から短辺側（上底側）に向かって次第に少なくなるように配置されている。吐出口１０８も、これに対応した配置がされている。

流路ユニット９におけるインクの流れについて説明する。図３〜図４に示すように、リザーバユニット７１からインク供給口１０５ｂを介して流路ユニット９内に供給されたインクは、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａに分配される。副マニホールド流路１０５ａ内のインクは、各個別インク流路に流れ込み、圧力室１１０を介して吐出口１０８に至る。

次に、アクチュエータユニット２１について説明する。図５（ａ）に示すように、アクチュエータユニット２１は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる３枚の圧電シート１４１〜１４３から構成されている。また、最上層の圧電シート１４１の上面における圧力室１１０に対向する位置には、個別電極１３５が形成されている。最上層の圧電シート１４１とその下側の圧電シート１４２との間にはシート全面に形成された共通電極１３４が介在している。個別電極１３５は、図５（ｂ）に示すように、圧力室１１０と相似な略菱形の平面形状を有する。平面視で、個別電極１３５の大部分は、圧力室１１０の領域内にある。略菱形の個別電極１３５における鋭角部の一方は圧力室１１０の外に延出され、その先端には個別電極１３５と電気的に接続された個別バンプ１３６が設けられている。

共通電極１３４は、すべての圧力室１１０に対応する領域において等しくグランド電位が付与されている。一方、個別電極１３５は、ＣＯＦ５０を介してドライバＩＣ５２の各出力端子と電気的に接続されており、ドライバＩＣ５２からの駆動信号が選択的に供給されるようになっている。

ここで、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。圧電シート１４１はその厚み方向に分極されている。個別電極１３５を共通電極１３４と異なる電位にして圧電シート１４１に対してその分極方向に電界を印加すると、圧電シート１４１における電界印加部分が圧電効果により歪む活性部として働く。つまり、アクチュエータユニット２１には、個別電極１３５と圧力室１１０とで挟まれた部分が、個別のアクチュエータとして働き、圧力室１１０の数に対応した複数のアクチュエータが作り込まれている。例えば、分極方向と電界の印加方向とが同じであれば、活性部は分極方向に直交する方向（平面方向）に縮む。つまり、アクチュエータユニット２１は、圧力室１１０から離れた上側１枚の圧電シート１４１を活性部が含まれる層とし、且つ圧力室１１０に近い下側２枚の圧電シート１４２、１４３を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプのアクチュエータである。図５（ａ）に示すように、圧電シート１４１〜１４３は圧力室１１０を区画するプレート１２２の上面に固定されているため、圧電シート１４１における電界印加部分とその下方の圧電シート１４２、１４３との間で平面方向への歪みに差が生じると、圧電シート１４１〜１４３全体が圧力室１１０側へ凸になるように変形（ユニモルフ変形）する。これにより圧力室１１０内のインクに圧力（吐出エネルギー）が付与され、吐出口１０８からインク滴が吐出される。

なお、本実施形態においては、予め個別電極１３５に所定の電位Ｖ１を付与しておき、吐出要求があるごとに一旦個別電極１３５をグランド電位Ｖ０にした後、所定のタイミングで再び個別電極１３５に電位Ｖ１を付与するような駆動信号をドライバＩＣ５２から出力させる（図９参照）。この場合、個別電極１３５がグランド電位Ｖ０となるタイミングで圧電シート１４１〜１４３が元の状態に戻り、圧力室１１０の容積は初期状態（予め電圧が印加された状態）と比較して増加し、副マニホールド流路１０５ａから個別インク流路１３２へとインクが吸い込まれる。その後、再び個別電極１３５に所定の電位Ｖ１が付与されたタイミングで圧電シート１４１〜１４３において活性領域と対向する部分が圧力室１１０側に凸となるように変形し、圧力室１１０の容積低下によりインクの圧力が上昇し、吐出口１０８からインク滴が吐出される。

次に、図６を参照しつつ、制御装置１６について説明する。制御装置１６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行するプログラム及びこれらプログラムに使用されるデータを書き替え可能に記憶するＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）と、プログラム実行時にデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）とを含んでいる。制御装置１６を構成する各機能部は、これらハードウェアとＥＥＰＲＯＭ内のソフトウェアとが協働して構築されている。制御装置１６は、制御基板５４及びドライバＩＣ５２と一体となって、インクジェットプリンタ１０１全体を制御するものであり、図６に示すように、搬送制御部４１と、画像データ記憶部４２と、検出部４３と、変換部４４と、駆動信号生成部４５とを有している。

搬送制御部４１は、搬送方向に沿って用紙Ｐが搬送されるように搬送ユニット２０の搬送モータＭを制御する。

画像データ記憶部４２は、用紙Ｐに印刷すべき画像に関する画像データを記憶する。画像データは、各インクジェットヘッド１に係る吐出口１０８のそれぞれに、画像を構成する各画像ドットを形成するためのインク滴の体積を印刷周期毎に割り当てたものである。なお、本実施形態においては、吐出口１０８から吐出されるインク滴は、４種類の体積（大滴、中滴、小滴、０）から選択されたいずれかが割り当てられている。印刷周期は、搬送方向の印刷解像度に対応した単位距離だけ用紙Ｐが搬送されるのに要する時間である。

検出部４３は、画像データに基づき、用紙Ｐに印刷を行った場合に、インク滴を吐出しない印刷周期が所定数以上連続した後に、最初に現れるインク滴を吐出すべき印刷周期である検出周期を、各吐出口１０８について検出する。なお、所定数は、０．１秒に対応している。例えば、２０ｋＨｚで駆動される場合には２０００印刷周期であり、本実施形態においては用紙Ｐが８５ｍｍ搬送される時間に相当する。この所定数はインクの種類や環境温度によって変化する。

変換部４４は、検出部４３が検出周期を検出したとき、当該検出周期及び次の印刷周期で構成される連続印刷周期群を画定し、画定した連続印刷周期群に係る全ての印刷周期においてインク滴の吐出が指示されるように、且つ、当該連続印刷周期群において吐出が指示されたインク滴の体積の合計が変換前よりも大きくなるように、画像データを変換する。後述するように、変換部４４においては、検出周期の前に連続するインク滴が吐出されない印刷周期の数である不吐出周期数ｎ、及び、検出周期の次の印刷周期におけるインク滴の吐出の有無によって、画像データの変換処理が異なる。

不吐出周期数ｎが大きくなるに伴って、乾燥やインクの静止により当該吐出口１０８内のインクの粘度が高くなる。吐出口１０８内のインクの粘度が高くなると、実際に吐出口１０８から吐出されるインク滴の体積が小さくなる。つまり、連続印刷周期群において吐出されるインク滴の体積が不足する。変換部４４は、連続印刷周期群において吐出されるインク滴の体積が不足するのを補うため、不吐出周期数ｎが大きくなるに伴って、連続印刷周期群において吐出が指示されたインク滴の体積の合計が大きくなるように、画像データを変換する。

変換部４４に係る画像データの変換処理について詳細に説明する。まず、変換部４４が、検出周期の次の印刷周期にはインク滴が吐出されない画像データを変換する場合について説明する。この場合、変換部４４は、不吐出周期数ｎが閾値ｉ以下であれば、検出周期及び次の印刷周期において、検出周期に画像データにより指示されたインク滴と同じ体積のインク滴の吐出が指示されるように、画像データを変換し、不吐出周期数ｎが閾値ｉを超えていれば、検出周期において画像データにより指示されたインク滴より大きい体積のインク滴が吐出されるように、且つ、検出周期の次の印刷周期において検出周期で画像データにより指示されたインク滴と同じ体積のインク滴が吐出されるように、画像データを変換する。

具体例として、変換部４４が、検出周期において吐出口１０８から小滴（５ｐｌ）のインク滴が吐出され、次の印刷周期においてはインク滴が吐出されない画像データを変換する場合について説明する。この場合、図７（ａ）に示すように、変換部４４は、不吐出周期数ｎが閾値ｉ以下であれば、連続印刷周期群に係る全ての印刷周期において、検出周期に吐出口１０８から吐出されるべきインク滴と同じ体積のインク滴の吐出が指示されるように、具体的には、検出周期及び次の印刷周期において、共に小滴のインク滴の吐出が指示されるように、画像データを変換する。

変換後の画像データによると、検出周期においては、吐出口１０８内のインクが増粘しているため、小滴のインク滴の吐出を指示しても、実際に吐出口１０８から吐出されるインク滴の体積は、小滴より少ない体積（例えば、約１ｐｌ）となるが、このインク滴の体積不足を補うために、次の印刷周期においても小滴のインク滴の吐出が指示される。このとき、検出周期において吐出口１０８内の増粘したインクの大半が吐出されているものの、吐出口１０８内に増粘したインクが僅かに残存しているため、実際には、小滴より若干小さい体積（例えば、約４ｐｌ）のインク滴が吐出口１０８から吐出されることになる。連続印刷周期群に着目すると、変換前の画像データに係る各印刷周期において吐出口１０８からの吐出が指示されるインク滴の体積の合計が５ｐｌであり、変換後の画像データに係る各印刷周期において吐出されるインク滴の体積の合計が約５ｐｌとなり、両者はほぼ一致する。

また、図７（ｂ）に示すように、変換部４４は、不吐出周期数ｎが閾値ｉを超えていれば、連続印刷周期群の各印刷周期のうち、最初に現れる印刷周期（検査周期）において吐出が指示されるインク滴の体積が最も大きくなるように、具体的には、検出周期において小滴より中滴（１０ｐｌ）のインク滴の吐出が指示されるように、且つ、次の印刷周期においては吐出口１０８から小滴のインク滴の吐出が指示されるように、画像データを変換する。

変換後の画像データによると、検出周期においては、当該吐出口１０８内のインクが増粘しているため、中滴のインク滴（１０ｐｌ）の吐出を指示しても、実際に吐出口１０８から吐出されるインク滴の体積は、中滴より少ない体積（例えば、約１ｐｌ）となる。なお、図７（ｂ）の例では、図７（ａ）の例と比較して、不吐出期間が長くなっているため、吐出口１０８内のインクがより高い粘度に増粘している。そのため、図７（ａ）で説明したと同様に、画像データが予め指示した体積でインク滴の吐出ができず、不吐出周期数ｎに対応してさらに増粘している分だけ、図７（ａ）の場合に比べてインク滴が吐出し難くなっている。そして、このインク滴の体積不足を補うために、次の印刷周期において小滴のインク滴の吐出が指示される。このとき、検出周期において吐出口１０８内の増粘したインクの大半が吐出されているものの、当該吐出口１０８内に増粘したインクが僅かに残存しているため、小滴より若干小さい体積（例えば、約４ｐｌ）のインク滴が吐出口１０８から吐出される。連続印刷周期群に着目すると、変換前の画像データに係る各印刷周期において吐出口１０８から吐出が指示されるインク滴の体積の合計が５ｐｌであり、変換後の画像データに係る各印刷周期において吐出されるインク滴の体積の合計が約５ｐｌとなり、両者はほぼ一致する。

次に、変換部４４が、検出周期及び次の印刷周期において吐出口１０８からインク滴が吐出される画像データを変換する場合について説明する。この場合、変換部４４は、不吐出周期数ｎが閾値ｊ未満であれば、検出周期の次の印刷周期において画像データにより指示されたインク滴より大きい体積のインク滴が吐出されるように、画像データを変換し、不吐出周期数ｎが閾値ｊ以上且つ閾値ｋ以下であれば、検出周期において画像データにより指示されたインク滴より大きい体積のインク滴が吐出されるように、画像データを変換し、不吐出周期数ｎが閾値ｋを超えていれば、検出周期及び次の印刷周期において画像データにより指示されたインク滴より大きい体積のインク滴が吐出されるように、画像データを変換する。

具体例として、変換部４４が、検出周期及び次の印刷周期のそれぞれにおいて吐出口１０８から小滴（５ｐｌ）のインク滴が吐出される画像データを変換する場合について説明する。この場合、図８（ａ）に示すように、変換部４４は、不吐出周期数ｎが閾値ｊ未満であれば、連続印刷周期群の各印刷周期のうち、２番目に現れる印刷周期において指示されるインク滴の体積が最も大きくなるように、具体的には、検出周期では小滴のインク滴の吐出が、且つ、次の印刷周期では同じ吐出口１０８から中滴のインク滴の吐出が指示されるように、画像データを変換する。

変換後の画像データによると、検出周期においては、吐出口１０８内のインクが増粘しているため、実際に吐出口１０８から吐出されるインク滴の体積は、小滴より少ない体積となるが、このインク滴の体積不足を補うために、次の印刷周期において小滴に代えて中滴のインク滴の吐出が指示される。このとき、当該吐出口１０８内に増粘したインクが僅かに残存しているため、実際には、中滴より若干小さい体積（例えば、約９ｐｌ）のインク滴が吐出される。連続印刷周期群に着目すると、変換前の画像データに係る各印刷周期において吐出が指示されるインク滴の体積の合計が１０ｐｌであり、変換後の画像データに係る各印刷周期において吐出されるインク滴の体積の合計が約１０ｐｌとなり、両者はほぼ一致する。

また、図８（ｂ）に示すように、変換部４４は、不吐出周期数ｎが閾値ｊ以上且つｋ以下であれば、連続印刷周期群の各印刷周期のうち、最初に現れる印刷周期（検出周期）において吐出が指示されるインク滴の体積が最も大きくなるように、具体的には、検出周期において吐出口１０８から中滴のインク滴が吐出されるように、且つ、次の印刷周期においては小滴のインク滴が吐出されるように、画像データを変換する。

変換後の画像データによると、検出周期においては、吐出口１０８内のインクが増粘しているため、実際に吐出口１０８から吐出されるインク滴の体積は、中滴少ない体積（例えば、約５ｐｌ）となる。そして、次の印刷周期において、吐出口１０８から小滴のインク滴の吐出が指示される。連続印刷周期群に着目すると、変換前の画像データに係る各印刷周期において吐出口１０８から吐出が指示されるインク滴の体積の合計が１０ｐｌであり、変換後の画像データに係る各印刷周期において吐出されるインク滴の体積の合計が約１０ｐｌとなり、両者はほぼ一致する。

さらに、図８（ｃ）に示すように、変換部４４は、不吐出周期数ｎが閾値ｋを超えていれば、連続印刷周期群の各印刷周期において、変換前の画像データに係る各印刷周期において吐出されるべきインク滴の体積よりも大きくなるように、具体的には、検出周期及び次の印刷周期において吐出口１０８から中滴のインク滴が吐出されるように、画像データを変換する。

変換後の画像データによると、検出周期においては、吐出口１０８内のインクが増粘しているため、実際に吐出口１０８から吐出されるインク滴の体積は、中滴より少ない体積（例えば、約３ｐｌ）となるが、このインク滴の体積不足を補うために、次の印刷周期においても中滴のインク滴の吐出が指示される。連続印刷周期群に着目すると、変換前の画像データに係る各印刷周期において吐出口１０８から吐出が指示されるインク滴の体積の合計が１０ｐｌであり、変換後の画像データに係る各印刷周期において吐出されるインク滴の体積の合計が約１３ｐｌとなり、両者はほぼ一致する。なお、上述した例で、吐出口１０８から実際に吐出されるインク滴の体積は一例であり、不吐出周期数ｎや環境温度などによって変化する。

図６に戻って、駆動信号生成部４５は、画像データに基づいて、吐出口１０８から所望の体積を有するインク滴が吐出されるように、アクチュエータユニット２１を変形させる駆動信号である吐出駆動信号を生成すると共に、生成した吐出駆動信号をアクチュエータユニット２１に供給する。図９（ａ）に示すように、吐出駆動信号は、１印刷周期Ｔにおいて電位Ｖ１から所定時間グランド電位Ｖ０となる吐出パルスを含む信号である。また、吐出駆動信号は、印刷周期のはじめの時刻（時間＝０）から所定の時間後に、吐出パルスが出現する構成となっている。このパルス幅は、圧力波が副マニホールド流路１０５ａの出口から吐出口１０８に至る距離ＡＬ（Acoustic Length）長を伝播する時間ｔ１と等しい。なお、図９（ａ）の波形は、小滴のインク滴を吐出するときの波形であり、１つの吐出パルスを有している。中滴のインク滴を吐出するときの波形は、２つの吐出パルスを有しており、大滴のインク滴を吐出するときの波形は、３つの吐出パルスを有している。

また、駆動信号生成部４５は、検出部４３が検出周期を検出したとき、図９（ｂ）に示すように、連続印刷周期群の全ての印刷周期において、吐出パルスに先立って３つの不吐出パルスが現れる吐出駆動信号を生成すると共に、生成した吐出駆動信号をアクチュエータユニット２１に供給する。不吐出パルスは、吐出口１０８からインク滴が吐出されない範囲でアクチュエータユニット２１を駆動するパルスであり、パルス幅が時間ｔ１の１／３以下となっている。また、この吐出駆動信号において、不吐出パルス同士の間隔、及び、不吐出パルスと吐出パルスとの間隔が全て時間ｔ０となっている。このように、吐出パルスに先立って不吐出パルスがアクチュエータユニット２１に供給されるため、吐出口１０８からインク滴が吐出される前に、吐出口１０８内のインクが攪拌され、当該インクの増粘が抑制される。特に、上述したように、当該インクがチキソ性を有しているため、不吐出パルスの数が少なくても攪拌されてインクの粘度が低下する。なお、１印刷周期に含まれる不吐出パルスの数は、１〜２であってもよいし、４以上であってもよい。

以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０１によると、一定時間吐出口１０８からインク滴が吐出されないことによって吐出口１０８内のインクの粘度が高くなっても、吐出口１０８からインク滴を吐出する直前に不吐出パルスによって吐出口１０８内のインクが攪拌されるため、インクの粘度が低下し、インク吐出特性が低下するのを抑制することができる。さらに、吐出口１０８内のインクの粘度が高くなることによって吐出口１０８から吐出されるインク滴の体積が不足しても、次の印刷周期において、不足した体積が補われるように吐出口１０８からインク滴が吐出されるため、印刷品質が低下するのを抑制することができる。

また、駆動信号生成部４５が、連続印刷周期群に係る全ての印刷周期において、不吐出パルスを含む吐出駆動信号を生成するため、吐出口１０８内のインクの粘度を確実に低下させることができる。

さらに、変換部４４が、上述の不吐出周期数ｎが閾値ｉを超えているとき、及び、不吐出周期数ｎが閾値ｊ以上且つｋ以下のときに、連続印刷周期群の各印刷周期において吐出口１０８からの吐出が指示されるインク滴のうち、最初に現れる印刷周期（検出周期）において吐出が指示されるインク滴の体積が最も大きくなるように、画像データを変換する。このため、最も粘度が高い検出周期において、吐出されたインク滴の体積が不足するのを抑制することができる。これにより、印刷品質が低下するのを抑制することができる。

加えて、変換部４４は、連続印刷周期群において検出周期のみに吐出口１０８からインク滴の吐出を指示し且つ不吐出周期数ｎが閾値ｉ以下となる画像データを、連続印刷周期群に係る全ての印刷周期において、吐出口１０８から同じ体積のインク滴の吐出が指示されるように、画像データを変換するため、変換処理を簡素化することができる。

また、連続印刷周期群に係る各印刷周期に関する吐出駆動信号においては、不吐出パルス同士の間隔、及び、不吐出パルスと吐出パルスとの間隔が全て時間ｔ０となっているため、不吐出パルスによって吐出口１０８内のインクを効率よく攪拌することができると共に、攪拌による圧力室１１０内における圧力波を利用して効率よくインク液を吐出することができる。

さらに、不吐出パルスのパルス幅が、圧力波が副マニホールド流路１０５ａの出口から吐出口１０８に至る距離ＡＬ長を伝播する時間ｔ１の１／３以下となっているため、吐出口１０８からインクが漏れ出るのを抑制しつつ吐出口１０８内のインクを効率よく攪拌することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。上述の実施形態では、変換部４４において、不吐出周期数ｎ、及び、吐出口１０８における検出周期の次の印刷周期におけるインク滴の吐出の有無によって、画像データの変換処理が異なる構成であるが、不吐出周期数ｎ、及び、検出周期の次の印刷周期におけるインク滴の吐出の有無の少なくともいずれかによって、画像データの変換処理が異ならない構成であってもよい。例えば、変換部が、不吐出周期数ｎ、及び、検出周期の次の印刷周期におけるインク滴の吐出の有無に係わらず、最初に現れる印刷周期（検査周期）又は２番目に現れる印刷周期において吐出が指示されるインク滴の体積が最も大きくなるように、画像データを変換してもよいし、連続印刷周期群の全ての印刷周期において吐出口１０８から同じ体積のインク滴の吐出が指示されるよう画像データを変換してもよい。

また、上述の実施形態においては、検出部４３が、インク滴を吐出しない印刷周期が所定数以上連続した後に、最初に現れるインク滴を吐出すべき印刷周期を検出周期として検出する構成であるが、検出部が、インク滴を吐出しない印刷周期が所定数以上連続した後に、最初に現れるインク滴を吐出すべき印刷周期のうち、小滴のインク滴を吐出させる印刷周期のみを検出周期として検出する構成であってもよい。これによると、不吐出パルスを含む吐出駆動信号の数が少なくなるため、省電力化を図ることができる。

さらに、上述の実施形態においては、駆動信号生成部４５が、連続印刷周期群に係る全ての印刷周期において、不吐出パルスを含む吐出駆動信号を生成する構成であるが、連続印刷周期群において最初に現れる印刷周期のみにおいて、不吐出パルスを含む吐出駆動信号を生成する構成であってもよい。

また、上述の実施形態では、吐出駆動信号は、不吐出パルスを含む、含まないにかかわらず、印刷周期のはじめから所定時間経過後に吐出パルスが出現する構成となっているが、不吐出パルスを含む吐出駆動信号以外は印刷周期のはじめの時刻から吐出パルスが出現する構成としてもよい。

加えて、上述の実施形態においては、不吐出パルス同士の間隔、及び、不吐出パルスと吐出パルスとの間隔が全て時間ｔ０となっている構成であるが、これらの間隔の少なくとも一部が時間ｔ０以外の時間となっていてもよい。

また、上述の実施形態においては、３つの不吐出パルスのパルス幅が、時間ｔ１の１／３以下となっている構成であるが、少なくともいずれか１つの不吐出パルスが任意のパルス幅を有していてもよい。

さらに、上述の実施形態においては、インクジェットヘッド１がチキソ性を有するインクを吐出する構成となっているが、インクジェットヘッド１がチキソ性を有さないインク滴を吐出する構成であってもよい。

加えて、上述の実施形態においては、連続印刷周期群が、検出周期及び検出周期の次の１つの印刷周期で構成されているが、連続印刷周期群が、検出周期を先頭とする３以上の印刷周期で構成されていてもよいし、検出周期が２番目以降に現れるように構成されていてもよい。

本発明は、インク以外の液体を吐出する記録装置にも適用可能である。さらに、プリンタに限定されず、ファクシミリやコピー機などにも適用可能である。

１ インクジェットヘッド
１６ 制御装置
２０ 搬送ユニット
２１ アクチュエータユニット
４１ 搬送制御部
４２ 画像データ記憶部
４３ 検出部
４４ 変換部
４５ 駆動信号生成部
４９ インクタンク
１０１ インクジェットプリンタ
１０８ 吐出口
１１０ 圧力室

Claims (6)

1. 記録媒体に記録すべき画像を構成する複数のドットの位置及び記録媒体に着弾すべき液体の体積を示す画像データを記憶する記憶手段と、
   前記記録媒体を搬送する搬送装置と、
   複数の圧力室、及び、前記圧力室に連通していると共に前記搬送装置によって搬送された前記記録媒体に液体を吐出する複数の吐出口を有する流路ユニットと、
   前記圧力室の容積を変化させることによって前記圧力室内の液体にエネルギーを付与するエネルギー付与手段と、
   前記記録媒体に記録される画像の記録解像度に対応する単位距離だけ前記記録媒体が搬送されるのに要する時間を記録周期としたとき、前記記録周期毎に、各圧力室について前記画像データが示す体積の液体を吐出させる駆動信号を、前記エネルギー付与手段に供給する制御装置とを備えており、
   前記制御装置は、
   前記画像データに基づいて、各吐出口について、液体を吐出しない前記記録周期が所定数以上連続した後に最初に現れる液体を吐出すべき前記記録周期を検出する検出手段と、
   前記検出手段が検出した前記記録周期を含む連続した２以上の前記記録周期である連続記録周期群に係る全ての前記記録周期において当該吐出口から液体が吐出されるように、且つ、前記連続記録周期群において当該吐出口から吐出されるべき液体の体積の合計が変換前よりも大きくなるように、前記画像データを変換する変換手段と、
   前記連続記録周期群に係る少なくとも最初に現れる前記記録周期において、前記吐出口から液体が吐出されない範囲で前記圧力室の容積を変形させる一又は複数の不吐出パルス、及び、前記不吐出パルスの後に現れると共に当該吐出口から前記画像データが示す体積の液体が吐出されるように前記圧力室の容積を変形させる吐出パルスを含む前記駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを有し、
   前記変換手段は、
   前記連続記録周期群に係る最初に現れる前記記録周期、及び前記連続記録周期群に係る２番目に現れる前記記録周期それぞれにおいて、変換前の前記画像データが示す前記吐出口から吐出されるべき液体の体積が０よりも大きい場合において、
   前記検出手段が検出した前記記録周期前に連続する液体を吐出しない前記記録周期の数である不吐出周期数ｎが閾値ｊ未満であれば、前記連続記録周期群に係る最初に現れる前記記録周期において前記吐出口から吐出されるべき液体の体積が変換前と同じとなり、前記連続記録周期群に係る２番目に現れる前記記録周期において前記吐出口から吐出されるべき液体の体積が変換前よりも大きくなるように前記画像データを変換し、
   前記不吐出周期数ｎが前記閾値ｊ以上且つ閾値ｋ以下であれば、前記連続記録周期群に係る最初に現れる前記記録周期において前記吐出口から吐出されるべき液体の体積が変換前よりも大きくなり、前記連続記録周期群に係る２番目に現れる前記記録周期において前記吐出口から吐出されるべき液体の体積が変換前と同じとなるように前記画像データを変換し、
   前記不吐出周期数ｎが前記閾値ｋを超えていれば、前記連続記録周期群に係る最初に現れる前記記録周期において前記吐出口から吐出されるべき液体の体積、及び、前記連続記録周期群に係る２番目に現れる前記記録周期において前記吐出口から吐出されるべき液体の体積それぞれが変換前よりも大きくなるように前記画像データを変換することを特徴とする記録装置。
2. 前記駆動信号生成手段が、前記連続記録周期群に係る全ての前記記録周期において、前記不吐出パルスを含む前記駆動信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記駆動信号における、前記不吐出パルス同士の間隔、及び、前記不吐出パルスと前記吐出パルスとの間隔が同じであることを特徴とする請求項１又は２に記載の記録装置。
4. 前記エネルギー付与手段が、圧電層、前記圧力室に対向する前記複数の個別電極、及び、前記個別電極との間で前記圧電層を挟む共通電極を有しており、
   前記不吐出パルスの幅は、前記圧電層を変形させることによって発生する圧力波が、前記圧力室に係る液体の供給口から前記吐出口までの距離を伝播する時間の１／３以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の記録装置。
5. 前記画像データが各ドットについて複数種類の体積のうちいずれかを示しており、
   前記検出手段が、液体を吐出しない前記記録周期が前記所定数以上連続した後に最初に現れる液体を吐出すべき前記記録周期のうち、前記ドットに係る前記複数種類の体積のうち０の次に小さい体積の液体を吐出する前記記録周期のみを検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の記録装置。
6. 前記液体がチキソ性を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の記録装置。

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