JP5703236B2

JP5703236B2 - インクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置

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Publication number: JP5703236B2
Application number: JP2012004360A
Authority: JP
Inventors: 佳明兼古; 孝門; 廣木　正士; 正士廣木; 久保田　敦; 敦久保田; 泉　貴雄; 貴雄泉; 崇也北脇
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2012-01-12
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2032-01-12
Also published as: JP2013141819A; US20130182024A1; US8960831B2

Description

本発明の実施形態は、記録媒体にインクを吐出して画像を形成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。このようなインクジェットヘッドを用いた画像形成に関し、従来、１画素を形成するインク滴数を変化させることで、高階調な画像を形成する技術（いわゆるマルチドロップ方式）が知られている。

インクジェットヘッドを用いた画像形成にて良好な画質を得るためには、ノズルからのインク吐出性能を良好に保つ必要がある。しかしながら、画像を形成するに際し、インクの吐出頻度が少ないノズルにおいては、当該ノズル内のメニスカスが乾燥してインクが増粘するなどの原因により、インクの吐出性能が劣化して所望のインク吐出体積が得られない虞がある。

特開２００９−１５４４９３号公報

本発明が解決しようとする課題は、ノズルのインク吐出性能を改善し、良好な画質を得ることが可能な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、入力される吐出波形に応じて前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータと、前記吐出波形が前記アクチュエータに入力された際の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、前記ノズルからインク滴を吐出させて１画素を形成するにあたり、前記ノズルが前回インク滴を吐出してからの経過時間が規定時間を下回る場合には、前記吐出波形を当該画素の階調値データに基づき決定されるインク滴の吐出回数分だけ連続して前記アクチュエータに出力して当該画素を形成させ、前記経過時間が前記規定時間を上回る場合には、前記吐出波形を前記階調値データに基づき決定される吐出回数に１つ以上上乗せした数分だけ連続して前記アクチュエータに出力して当該画素を形成させるコントローラと、前記圧力室内のインクの温度を検出する温度センサと、を備え、前記規定時間を前記温度センサによって検出される温度に応じて変更する。

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。同実施形態に係る動作を説明するためのフローチャート。同実施形態に係る駆動電圧信号の波形例を示す図。第２の実施形態に係る動作を説明するためのフローチャート。第３の実施形態に係る動作を説明するためのフローチャート。同実施形態に係る非駆動画素数を説明するための図。第４の実施形態に係る動作を説明するためのフローチャート。変形例に係る吐出波形を示す図。

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。また、ＣＰＵ２は、図５の説明にて後述する非駆動時間検出制御を実行する。

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。圧力室１０３の容積が拡張すると、共通圧力室１０２内のインクがその圧力室１０３に導入される。圧力室１０３の容積が拡張された状態から収縮すると、その圧力室１０３内のインクが対応するノズル１０５からインク滴となって吐出される。

駆動信号制御回路９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収縮パルスＰ３、および圧力室１０３の容積を収縮パルス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が順に含まれる波形の電圧を、各アクチュエータに出力する。

拡張パルスＰ１、グラウンド電位Ｐ２、収縮パルスＰ３、グラウンド電位Ｐ４によって、１つのインク滴を吐出させるための吐出波形が構成される。本実施形態では、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。これにより、１つのヘッド１４で４階調（０ドロップ、１ドロップ、２ドロップ、３ドロップ）の画像形成が可能となる。なお、図４においては、上記吐出波形が３回（１〜３ドロップ）繰り返して出力される場合を示している。

拡張パルスＰ１は負極性であり、収縮パルスＰ３は正極性である。但し、拡張パルスＰ１および収縮パルスＰ３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、負極性の収縮パルスＰ３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の期間では、圧力室１０３の容積が拡張し、共通圧力室１０２内のインクが圧力室１０３に導入される。グラウンド電位Ｐ２の期間では、圧力室１０３の容積が拡張パルスＰ１による拡張から定常状態に復帰し、圧力室１０３内のインクがノズル１０５から吐出される。収縮パルスＰ３の期間では、圧力室１０３の容積が収縮し、グラウンド電位Ｐ４の期間では、圧力室１０３の容積が収縮パルスＰ３による収縮から定常状態に復帰する。この収縮および復帰により、圧力室１０３内のインクの振動が抑制される。

なお、拡張パルスＰ１、グラウンド電位Ｐ２、収縮パルスＰ３、グラウンド電位Ｐ４の期間は、インクの固有振動周期ＡＬ等を考慮して、インク滴吐出後に圧力室１０３内のインクの振動が抑制され易い期間に設定すればよい。

次に、本実施形態における画像形成処理について説明する。
例えばインターフェース８を介してホストコンピュータ等の外部機器から画像形成が指示されると、ＣＰＵ２が当該指示とともに当該外部機器から入力される画像データをデータメモリ６に記憶する。さらに、ＣＰＵ２は、データメモリ６に記憶した画像データに含まれる各画素を０〜３ドロップの階調値データに変換した展開データを生成し、データメモリ６に記憶する。

このようにしてデータメモリ６に記憶された展開データに基づき、用紙に画像が形成される。すなわち、メディア搬送制御回路１１がメディア搬送装置１６を制御して給紙カセットから用紙をピックアップするとともに当該用紙をヘッド１４のノズル面に搬送し、駆動信号制御回路９が用紙の搬送に合せてデータメモリ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吐出波形を含む駆動電圧信号を、それぞれ対応する圧電素子１０７に供給する。

このような処理において１つの画素を用紙に形成するにあたり、駆動信号制御回路９は、当該画素に対応するノズル１０５が前回インク滴を吐出してからの経過時間（以下、非駆動時間Ｔ）が規定時間Ｔ１を下回る場合には、吐出波形を当該画素の階調値データで示されるインク滴の吐出回数分だけ連続して圧電素子１０７に出力して当該画素を形成させ、非駆動時間Ｔが規定時間Ｔ１を上回る場合には、吐出波形を当該画素の階調値データで示されるインク滴の吐出回数に２つ上乗せした数分だけ連続して圧電素子１０７に出力して当該画素を形成させる。なお、上乗せする数は２つではなく１つ、あるいは３つ以上など、１つ以上であればよい。

この動作の詳細につき、図５に示すフローチャートおよび図６に示す駆動電圧信号の波形例を用いて説明する。図５に示すように、１つの画素（以下、次形成画素）を用紙に形成するにあって、先ずＣＰＵ２が非駆動時間検出制御を実行し、当該次形成画素に対応するノズル１０５の非駆動時間Ｔを検出する（Ａｃｔ１）。非駆動時間Ｔは、例えば図６に示すように、当該ノズル１０５にて前回形成した画素（以下、前形成画素）に対応する吐出波形に含まれる最後のグラウンド電位Ｐ４を駆動信号制御回路９が出力した時間から、次形成画素の先頭である拡張パルスＰ１を駆動信号制御回路９が出力するまでの時間であり、例えばＣＰＵ２が備えるタイマ等によってカウントされる時間を参照することで検出される。

Ａｃｔ１の後、ＣＰＵ２は検出した非駆動時間Ｔを駆動信号制御回路９に出力する。そして、駆動信号制御回路９は、非駆動時間Ｔが規定時間Ｔ１以上であるか否かを判定する（Ａｃｔ２）。なお、規定時間Ｔ１は、インク滴の吐出回数を上乗せすべき場合とすべきでない場合とを隔てる閾値であり、インクの種類等によって経験的、実験的、ないしは理論的に定められ、ＲＯＭ４等に予め記憶されている。また、インクの粘度が温度によって変化することに鑑み、当該規定時間Ｔ１を温度センサ１３によって検出される温度に応じて動的に変更してもよい。この場合、例えば温度センサ１３によって検出される温度が高いほど規定時間Ｔ１を長くし、同温度が低いほど規定時間Ｔ１を短くすればよい。

非駆動時間Ｔが規定時間Ｔ１未満（Ｔ＜Ｔ１）であるならば（Ａｃｔ２のＮｏ）、駆動信号制御回路９は、データメモリ６に記憶された当該次形成画素の階調値データで示されるインク滴の吐出回数分だけ吐出波形が連続する信号を、当該次形成画素を形成するための駆動電圧信号として決定する（Ａｃｔ３）。そして、駆動信号制御回路９は、決定した駆動電圧信号を当該次形成画素に対応する圧電素子１０７に出力し、当該圧電素子１０７に対応するノズル１０５から当該駆動電圧信号に含まれる吐出波形の数だけインク滴を吐出させる（Ａｃｔ４）。

一方、Ａｃｔ２において非駆動時間Ｔが規定時間Ｔ１以上（Ｔ≧Ｔ１）であるならば（Ａｃｔ２のＹｅｓ）、駆動信号制御回路９は、データメモリ６に記憶された当該次形成画素の階調値データで示されるインク滴の吐出回数に２つ上乗せした数分だけ吐出波形が連続する信号を、当該次形成画素を形成するための駆動電圧信号として決定する（Ａｃｔ５）。そして、駆動信号制御回路９は、決定した駆動電圧信号を当該次形成画素に対応する圧電素子１０７に出力し、当該圧電素子１０７に対応するノズル１０５から当該駆動電圧信号に含まれる吐出波形の数だけインク滴を吐出させる（Ａｃｔ４）。
Ａｃｔ４を以って１つの画素を用紙に形成するための動作が完了する。

図６中には、上記のように上乗せされる２つの吐出波形（追加ドロップ）を破線で示している。すなわち、データメモリ６に記憶された次形成画素の階調値データで示されるインク滴の吐出回数が１ドロップである場合、非駆動時間Ｔが規定時間Ｔ１未満であるならば実線で示すように１つの吐出波形にて構成される駆動電圧信号が対応する圧電素子１０７に出力され、非駆動時間Ｔが規定時間Ｔ１以上であるならば実線および破線で示すように３つの吐出波形にて構成される駆動電圧信号が対応する圧電素子１０７に出力される。

以上のような動作がノズル１０５ごとに順次実行されることによって１ライン分の画素が用紙に形成される。さらに、展開データを構成する全てのラインについて同手順を繰り返すことで、１頁の画像形成が完了する。なお、データメモリ６に記憶された次形成画素の階調値データで示されるインク滴の吐出回数が“０”であるならば、当該画素に関して図５のフローチャートに示す動作は行わない。すなわち、階調値データで示されるインク滴の吐出回数が“０”である画素に関しては、非駆動時間Ｔに関わらず非吐出が維持される。

以上説明したように、本実施形態では非駆動時間Ｔが規定時間Ｔ１を上回る画素に対し、インク滴のドロップ数を上乗せする。このような構成であれば、インクの吐出頻度が少ないノズル１０５内でインクのメニスカスが乾燥し、増粘が生じている場合であっても、適切な体積のインクを適切な速度で用紙に吐出させることができるので、良好な画質を得ることが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
本実施形態においては、図５のフローチャートに示す動作に代え、図７のフローチャートに示す動作を行うことによって１つの画素が形成される。インクジェット記録装置１、インクジェットヘッド１００、および駆動電圧信号の構成は、図１〜図４に示したものと同様である。

図７のフローチャートにおいて、先ずＣＰＵ２がＡｃｔ１と同様に非駆動時間Ｔを検出する（Ａｃｔ１１）。そして、駆動信号制御回路９が、Ａｃｔ２と同様に非駆動時間Ｔが規定時間Ｔ１以上であるか否かを判定する（Ａｃｔ１２）。

非駆動時間Ｔが規定時間Ｔ１未満（Ｔ＜Ｔ１）であるならば（Ａｃｔ１２のＮｏ）、駆動信号制御回路９は、Ａｃｔ３と同様にデータメモリ６に記憶された当該次形成画素の階調値データで示されるインク滴の吐出回数分だけ吐出波形が連続する信号を、当該次形成画素を形成するための駆動電圧信号として決定し（Ａｃｔ１３）、Ａｃｔ４と同様に当該決定した駆動電圧信号を当該次形成画素に対応する圧電素子１０７に出力して、当該圧電素子１０７に対応するノズル１０５から当該駆動電圧信号に含まれる吐出波形の数だけインク滴を吐出させる（Ａｃｔ１４）。

一方、Ａｃｔ１２において非駆動時間Ｔが規定時間Ｔ１以上（Ｔ≧Ｔ１）であるならば（Ａｃｔ１２のＹｅｓ）、駆動信号制御回路９は、非駆動時間Ｔが規定時間Ｔ２以上であるか否かを判定する（Ａｃｔ１５）。規定時間Ｔ２は、規定時間Ｔ１よりも長い時間（Ｔ２＞Ｔ１）に設定され、規定時間Ｔ１とともにＲＯＭ４等に予め記憶されている。この規定時間Ｔ２の値は、規定時間Ｔ１と同様に、温度センサ１３によって検出される温度に応じて動的に変更してもよい。この場合、例えば規定時間Ｔ１を下回らない範囲内で、温度センサ１３によって検出される温度が高いほど規定時間Ｔ２を長くし、同温度が低いほど規定時間Ｔ２を短くすればよい。

非駆動時間Ｔが規定時間Ｔ２未満（Ｔ１≦Ｔ＜Ｔ２）であるならば（Ａｃｔ１５のＮｏ）、駆動信号制御回路９は、データメモリ６に記憶された当該次形成画素の階調値データで示されるインク滴の吐出回数に１つ上乗せした数分だけ吐出波形が連続する信号を、当該次形成画素を形成するための駆動電圧信号として決定する（Ａｃｔ１６）。そして、駆動信号制御回路９は、決定した駆動電圧信号を当該次形成画素に対応する圧電素子１０７に出力し、当該圧電素子１０７に対応するノズル１０５から当該駆動電圧信号に含まれる吐出波形の数だけインク滴を吐出させる（Ａｃｔ１４）。

一方、非駆動時間Ｔが規定時間Ｔ２以上（Ｔ２≦Ｔ）であるならば（Ａｃｔ１５のＹｅｓ）、駆動信号制御回路９は、データメモリ６に記憶された当該次形成画素の階調値データで示されるインク滴の吐出回数に２つ上乗せした数分だけ吐出波形が連続する信号を、当該次形成画素を形成するための駆動電圧信号として決定する（Ａｃｔ１７）。そして、駆動信号制御回路９は、決定した駆動電圧信号を当該次形成画素に対応する圧電素子１０７に出力し、当該圧電素子１０７に対応するノズル１０５から当該駆動電圧信号に含まれる吐出波形の数だけインク滴を吐出させる（Ａｃｔ１４）。なお、Ａｃｔ１６にて上乗せする数は２つではなく３つ以上であってもよく、Ａｃｔ１７にて上乗せする数はＡｃｔ１６にて上乗せする数を下回らない範囲で定めれば３つ以上であってもよい。
Ａｃｔ１４を以って１つの画素を用紙に形成するための動作が完了する。

このように、本実施形態においては非駆動時間Ｔが規定時間Ｔ１を上回る場合に階調値データで示される吐出回数に上乗せする数を、非駆動時間Ｔに応じて段階的に変更する。このような構成であれば、個々のノズル１０５の状況に応じた適切な数だけ吐出回数を上乗せすることができ、本来求められていたインクの吐出体積により近い量のインクを各ノズル１０５に吐出させて各画素を形成できるようになる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。
本実施形態においては、図５のフローチャートに示す動作に代え、図８のフローチャートに示す動作を行うことによって１つの画素が形成される。インクジェット記録装置１、インクジェットヘッド１００、および駆動電圧信号の構成は、図１〜図４に示したものと同様である。但し、ＣＰＵ２は、非駆動時間検出制御に代えて、非駆動画素検出制御を実行する。

本実施形態では図８に示すように、１つの画素（以下、次形成画素）を用紙に形成するにあって、先ずＣＰＵ２が非駆動画素検出制御を実行し、データメモリ６に記憶された展開データを参照して、当該次形成画素に対応するノズル１０５の非駆動画素数Ｄを検出する（Ａｃｔ３１）。非駆動画素数Ｄは、当該ノズル１０５が前回インクを吐出して形成した画素（前形成画素）から当該次形成画素までの間に存在する階調値が０ドロップの画素の数である。

非駆動画素数Ｄについて詳細に説明する。図９は、あるノズル１０５にて用紙に形成される画素群（カラムに相当する）を示している。斜線を付した画素は階調値が１〜３ドロップのいずれかである画素を表し、斜線を付していない画素は０ドロップの画素を表している。各画素は、左端から順にラインＬ＝１、２、３、…７のラインに含まれ、この順で用紙に形成される。この例において、ラインＬ＝２の画素を次形成画素とした場合、前形成画素はラインＬ＝１の画素となり、非駆動画素数Ｄ＝０となる。同様に、ラインＬ＝３，５の画素を次形成画素とした場合、前形成画素はそれぞれラインＬ＝１，４の画素となり、非駆動画素数Ｄ＝０となる。また、ラインＬ＝４，６の画素を次形成画素とした場合、前形成画素はそれぞれラインＬ＝２，４の画素となり、非駆動画素数Ｄ＝１となる。また、ラインＬ＝７の画素を次形成画素とした場合、前形成画素はラインＬ＝４の画素となり、非駆動画素数Ｄ＝２となる。

Ａｃｔ３１の後、ＣＰＵ２は検出した非駆動画素数Ｄを駆動信号制御回路９に出力する。そして、駆動信号制御回路９は、非駆動画素数Ｄが規定数Ｄ１以上であるか否かを判定する（Ａｃｔ３２）。なお、規定数Ｄ１は、インク滴の吐出回数を上乗せすべき場合とすべきでない場合とを隔てる閾値であり、インクの種類等によって経験的、実験的、ないしは理論的に定められ、ＲＯＭ４等に予め記憶されている。また、インクの粘度が温度によって変化することに鑑み、当該規定数Ｄ１を温度センサ１３によって検出される温度に応じて動的に変更してもよい。この場合、例えば温度センサ１３によって検出される温度が高いほど規定数Ｄ１を大きく、同温度が低いほど規定数Ｄ１を小さくすればよい。

非駆動画素数Ｄが規定数Ｄ１未満（Ｄ＜Ｄ１）であるならば（Ａｃｔ３２のＮｏ）、駆動信号制御回路９は、Ａｃｔ３と同様にデータメモリ６に記憶された当該次形成画素の階調値データで示されるインク滴の吐出回数分だけ吐出波形が連続する信号を、当該次形成画素を形成するための駆動電圧信号として決定し（Ａｃｔ３３）、Ａｃｔ４と同様に当該決定した駆動電圧信号を当該次形成画素に対応する圧電素子１０７に出力して、当該圧電素子１０７に対応するノズル１０５から当該駆動電圧信号に含まれる吐出波形の数だけインク滴を吐出させる（Ａｃｔ３４）。

一方、Ａｃｔ３２において非駆動画素数Ｄが規定数Ｄ１以上（Ｄ≧Ｄ１）であるならば（Ａｃｔ３２のＹｅｓ）、駆動信号制御回路９は、Ａｃｔ５と同様にデータメモリ６に記憶された当該次形成画素の階調値データで示されるインク滴の吐出回数に２つ上乗せした数分だけ吐出波形が連続する信号を、当該次形成画素を形成するための駆動電圧信号として決定する（Ａｃｔ３５）。なお、上乗せする数は２つではなく１つ、あるいは３つ以上など、１つ以上であればよい。Ａｃｔ３５の後、駆動信号制御回路９は、決定した駆動電圧信号を当該次形成画素に対応する圧電素子１０７に出力し、当該圧電素子１０７に対応するノズル１０５から当該駆動電圧信号に含まれる吐出波形の数だけインク滴を吐出させる（Ａｃｔ３４）。
Ａｃｔ３４を以って１つの画素を用紙に形成するための動作が完了する。

以上のような動作がノズル１０５ごとに順次実行されることによって１ライン分の画素が用紙に形成される。さらに、展開データを構成する全てのラインについて同手順を繰り返すことで、１頁の画像形成が完了する。なお、データメモリ６に記憶された次形成画素の階調値データで示されるインク滴の吐出回数が“０”であるならば、当該画素に関して図８のフローチャートに示す動作は行わない。すなわち、階調値データで示されるインク滴の吐出回数が“０”である画素に関しては、非駆動画素数Ｄに関わらず非吐出が維持される。

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、非駆動画素数Ｄが規定数Ｄ１を上回る画素に対し、インク滴のドロップ数を上乗せする。このような構成であっても、第１の実施形態と同様に、インクの吐出頻度が少ないノズル１０５のドロップ数を増やすことができるので、良好な画質を得ることが可能となる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。
本実施形態においては、図８のフローチャートに示す動作に代え、図１０のフローチャートに示す動作を行うことによって１つの画素が形成される。インクジェット記録装置１、インクジェットヘッド１００、および駆動電圧信号の構成は、図１〜図４に示したものと同様である。但し、ＣＰＵ２は、非駆動時間検出制御に代えて、第３の実施形態と同様に非駆動画素検出制御を実行する。

図１０のフローチャートにおいて、先ずＣＰＵ２がＡｃｔ３１と同様に非駆動画素数Ｄを検出する（Ａｃｔ４１）。そして、駆動信号制御回路９が、Ａｃｔ３２と同様に非駆動画素数Ｄが規定数Ｄ１以上であるか否かを判定する（Ａｃｔ４２）。

非駆動画素数Ｄが規定数Ｄ１未満（Ｄ＜Ｄ１）であるならば（Ａｃｔ４２のＮｏ）、駆動信号制御回路９は、Ａｃｔ３３と同様にデータメモリ６に記憶された当該次形成画素の階調値データで示されるインク滴の吐出回数分だけ吐出波形が連続する信号を、当該次形成画素を形成するための駆動電圧信号として決定し（Ａｃｔ４３）、Ａｃｔ３４と同様に当該決定した駆動電圧信号を当該次形成画素に対応する圧電素子１０７に出力して、当該圧電素子１０７に対応するノズル１０５から当該駆動電圧信号に含まれる吐出波形の数だけインク滴を吐出させる（Ａｃｔ４４）。

一方、Ａｃｔ４２において非駆動画素数Ｄが規定数Ｄ１以上（Ｄ≧Ｄ１）であるならば（Ａｃｔ４２のＹｅｓ）、駆動信号制御回路９は、非駆動画素数Ｄが規定数Ｄ２以上であるか否かを判定する（Ａｃｔ４５）。規定数Ｄ２は、規定数Ｄ１よりも大きい値（Ｄ２＞Ｄ１）に設定され、規定数Ｄ１とともにＲＯＭ４等に予め記憶されている。この規定数Ｄ２の値は、規定数Ｄ１と同様に、温度センサ１３によって検出される温度に応じて動的に変更してもよい。この場合、例えば規定数Ｄ１を下回らない範囲内で、温度センサ１３によって検出される温度が高いほど規定数Ｄ２を大きく、同温度が低いほど規定数Ｄ２を小さくすればよい。

非駆動画素数Ｄが規定数Ｄ２未満（Ｄ１≦Ｄ＜Ｄ２）であるならば（Ａｃｔ４５のＮｏ）、駆動信号制御回路９は、データメモリ６に記憶された当該次形成画素の階調値データで示されるインク滴の吐出回数に１つ上乗せした数分だけ吐出波形が連続する信号を、当該次形成画素を形成するための駆動電圧信号として決定する（Ａｃｔ４６）。そして、駆動信号制御回路９は、決定した駆動電圧信号を当該次形成画素に対応する圧電素子１０７に出力し、当該圧電素子１０７に対応するノズル１０５から当該駆動電圧信号に含まれる吐出波形の数だけインク滴を吐出させる（Ａｃｔ４４）。

一方、非駆動画素数Ｄが規定数Ｄ２以上（Ｄ２≦Ｄ）であるならば（Ａｃｔ４５のＹｅｓ）、駆動信号制御回路９は、データメモリ６に記憶された当該次形成画素の階調値データで示されるインク滴の吐出回数に２つ上乗せした数分だけ吐出波形が連続する信号を、当該次形成画素を形成するための駆動電圧信号として決定する（Ａｃｔ４７）。そして、駆動信号制御回路９は、決定した駆動電圧信号を当該次形成画素に対応する圧電素子１０７に出力し、当該圧電素子１０７に対応するノズル１０５から当該駆動電圧信号に含まれる吐出波形の数だけインク滴を吐出させる（Ａｃｔ４４）。なお、Ａｃｔ４６にて上乗せする数は２つではなく３つ以上であってもよく、Ａｃｔ４７にて上乗せする数はＡｃｔ４６にて上乗せする数を下回らない範囲で定めれば３つ以上であってもよい。
Ａｃｔ４４を以って１つの画素を用紙に形成するための動作が完了する。

このように、本実施形態においては非駆動画素数Ｄが規定数Ｄ１を上回る場合に吐出回数に上乗せする数を、非駆動画素数Ｄに応じて段階的に変更する。このような構成であれば、第２の実施形態と同様に個々のノズル１０５の状況に応じた適切な数のドロップ数を上乗せすることができ、本来求められていたインクの吐出体積により近い量のインクを各ノズル１０５に吐出させて各画素を形成できるようになる。

（変形例）
上記各実施形態に開示された構成は、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、上記各実施形態では、１つのノズル１０５からのインク吐出により、４階調の画素を形成する場合を例示したが、３以下または５以上の階調の画素を１つのノズル１０５で形成する場合に上記各実施形態にて開示した構成を適用してもよい。

また、第２，第４の実施形態では、２つの閾値（Ｔ１およびＴ２、Ｄ１およびＤ２）を用いて、２段階で上乗せするドロップ数を変更する場合を例示したが、より多くの閾値を用いて、３段階以上で上乗せするドロップ数を変更する構成としてもよい。

また、上記各実施形態では、図４に示した吐出波形を用いて１つのインク滴をノズル１０５から吐出させる場合を例示したが、吐出波形として他の波形を用いてもよい。他の波形としては、例えば図１１に示すものを採用し得る。図示した波形は、拡張パルスＰ１、グラウンド電位（パルス休止）Ｐ２、収縮パルスＰ３、およびグラウンド電位（パルス休止）Ｐ４に加え、圧力室１０３の容積を収縮するための収縮パルスＰ５、圧力室１０３の容積を収縮パルスＰ５による収縮から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。このような構成において、例えば拡張パルスＰ１，グラウンド電位Ｐ２、収縮パルスＰ３の期間の総和をインクの固有振動周期の半値（ＡＬと称す）以下とし、拡張パルスＰ１の始点から収縮パルスＰ３の終点までの期間の中間から、収縮パルスＰ５の中間までの時間差が２ＡＬ以下となるように構成する。このようにすれば、インク吐出による圧力室１０３内の残留振動が抑制され、インクの吐出性能がより良好となり、画質をさらに向上させることができる。
なお、図１１に示す吐出波形において、さらに収縮パルスの数を増やしてもよい。

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、２…ＣＰＵ、９…駆動信号制御回路（コントローラ）、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、１０３…圧力室、１０５…ノズル、１０６…振動板、１０７…圧電素子、Ｐ１…拡張パルス、Ｐ２…グラウンド電位、Ｐ３…収縮パルス、Ｐ４…グラウンド電位、Ｔ…非駆動時間、Ｔ１，Ｔ２…規定時間、Ｄ…非駆動画素数、Ｄ１，Ｄ２…規定数

Claims

インクが充填される圧力室と、
入力される吐出波形に応じて前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータと、
前記吐出波形が前記アクチュエータに入力された際の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、
前記ノズルからインク滴を吐出させて１画素を形成するにあたり、前記ノズルが前回インク滴を吐出してからの経過時間が規定時間を下回る場合には、前記吐出波形を当該画素の階調値データに基づき決定されるインク滴の吐出回数分だけ連続して前記アクチュエータに出力して当該画素を形成させ、前記経過時間が前記規定時間を上回る場合には、前記吐出波形を前記階調値データに基づき決定される吐出回数に１つ以上上乗せした数分だけ連続して前記アクチュエータに出力して当該画素を形成させるコントローラと、
前記圧力室内のインクの温度を検出する温度センサと、
を備え、
前記規定時間を前記温度センサによって検出される温度に応じて変更することを特徴とするインクジェットヘッド。
前記コントローラは、前記経過時間が前記規定時間を上回る場合、前記吐出回数に上乗せする数を、前記経過時間に応じて段階的に変更することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
インクが充填される圧力室と、
入力される吐出波形に応じて前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータと、
前記吐出波形が前記アクチュエータに入力された際の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、
前記ノズルからインク滴を吐出させて１画素を形成するにあたり、前記ノズルが前回インク滴を吐出した画素からの経過画素数が規定数を下回る場合には、前記吐出波形を当該画素の階調値データに基づき決定されるインク滴の吐出回数分だけ連続して前記アクチュエータに出力して当該画素を形成させ、前記経過画素数が前記規定数を上回る場合には、前記吐出波形を前記階調値データに基づき決定される吐出回数に１つ以上上乗せした数分だけ連続して前記アクチュエータに出力して当該画素を形成させるコントローラと、
前記圧力室内のインクの温度を検出する温度センサと、
を備え、
前記規定数を前記温度センサによって検出される温度に応じて変更することを特徴とするインクジェットヘッド。
前記コントローラは、前記経過画素数が前記規定数を上回る場合、前記吐出回数に上乗せする数を、前記経過画素数に応じて段階的に変更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。
前記吐出波形は、前記圧力室の容積を拡張させる拡張パルスと、グラウンド電位と、前記圧力室の容積を収縮させる複数の収縮パルスと、を含むことを特徴とする請求項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。
請求項１乃至５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。