JP5712159B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

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記録装置に関する。

インクが充填される圧力室内の容積をアクチュエータの動作により変化させ、圧力室に設けられたノズルからインクを吐出させて記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置がある。

ノズル内にはインクのメニスカスが形成される。このメニスカスは、空気と接しているために、乾燥等に起因した増粘等の変性が生じ易い。メニスカスの変性は、ノズルのインク吐出性能劣化の一因となる。従来、ノズルからインクが吐出しない程度にアクチュエータを動作させることによりメニスカスを振動させ、ノズル内のインクを攪拌してメニスカスの変性を防ぐ手法が知られている。このようなアクチュエータの動作は、プリカーサ動作と呼ばれる。

特開２００４−２３０７７５号公報

インクジェット記録装置が備える全てのアクチュエータにプリカーサ動作を常時行わせると、アクチュエータの発熱量が大幅に増加して好ましくない。

本発明が解決しようとする課題は、アクチュエータの発熱量を抑えつつもプリカーサ動作による効果を得ることができ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記録装置は、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、複数の画素の階調値と、前記アクチュエータを駆動して前
記各画素それぞれを被記録媒体に形成する形成タイミングとを表す画像データを記憶する
メモリと、前記画像データに基づき前記各画素を形成するにあたり、インク吐出を伴う画素の形成タイミングで、当該画素の階調値に応じた数だけ前記ノズルからインクを吐出させるための吐出信号を前記アクチュエータに出力し、インク吐出を伴わない画素であって同画素の直後から規定数以内に形成タイミングが到来する画素にインク吐出を伴うものが含まれる画素の形成タイミングで、インクの吐出を伴わずに前記ノズルを振動させるための振動信号を当該インク吐出を伴う画素の階調値に応じた数だけ前記アクチュエータに出力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全体構成を示す概略図。 同実施形態に係るインクジェットヘッドのノズル面を示す模式図。 図２におけるＡ−Ａ´矢視断面図。 図２におけるＢ−Ｂ´矢視断面図。 同実施形態に係る吐出信号の波形例を示す図。 同実施形態に係るプリカーサ動作を説明するための図。 同実施形態に係る振動信号の波形例を示す図。 同実施形態に係るコントローラの動作を示すフローチャート。 同実施形態に係る画像データを説明するための図。 第２の実施形態に係る振動信号の波形例を示す図。

いくつかの実施形態につき、図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
［インクジェット記録装置の構成］
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の全体構成を示す概略図である。図示したように、インクジェット記録装置１は、コントローラ２と、給紙カセット３と、ピックアップローラ４と、回転ドラム５と、排紙トレイ６と、インクジェットヘッド７とを備える。

給紙カセット３は、被記録媒体である用紙Ｐを収納する。ピックアップローラ４は、図示せぬ搬送モータの駆動に伴い回転し、給紙カセット３に収納された用紙Ｐをピックアップして回転ドラム５の外周面に供給する。

回転ドラム５は、ピックアップローラ４によって供給される用紙Ｐを外周面に吸着して回転することにより、当該用紙Ｐをインクジェットヘッド７および排紙トレイ６に向けて搬送する。用紙Ｐを外周面に吸着する方法としては、例えばファンを用いた減圧方式を採用し得る。この方式を採用する場合、例えば円筒状に形成された回転ドラム５および該ドラム５の回転軸に多数の小孔を設け、この回転軸の一端を閉塞するとともに他端に排気ファンを接続する。この構成において排気ファンを回転させると、回転軸を通って回転ドラム５内の空気が排気されるとともに、該ドラム５の外周面に設けられた小孔から該ドラム５内に空気が取り込まれる。すなわち回転ドラム５内の圧力が下がるので、ピックアップローラ４により供給される用紙Ｐは、回転ドラム５の外周面に吸着する。なお、吸着した用紙Ｐを排紙トレイ６に排紙する際には、例えば排気ファンを停止させたり、回転軸内の空気の通路を機械的に遮蔽したりすることにより、回転ドラム５の外から内への空気の流れを止め、用紙Ｐの吸着を解除すればよい。

インクジェットヘッド７は、多数のノズル２１（図２〜図４参照）を用紙Ｐの搬送方向と直交する方向に並べたライン型の印刷ヘッドである。インクジェットヘッド７は、コントローラ２に駆動されて各ノズル２１から選択的にインク滴を吐出し、回転ドラム５によって搬送される用紙Ｐに画像を形成する。図１中にはインクジェットヘッド７を１つのみ示しているが、インクジェット記録装置１で使用するインクの種類が例えばシアン、マゼンダ、イェロー、ブラック等の複数種に亘る場合には、それぞれのインクについてインクジェットヘッド７を設ければよい。

コントローラ２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）で構成されるメモリ１１とを備える。ＣＰＵ１０がメモリ１１に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、画像形成に関わる各種の機能が実現される。

［インクジェットヘッドの構成］
次に、インクジェットヘッド７の詳細について説明する。
図２は、インクジェットヘッド７の回転ドラム５との対向面（ノズル面）を示す模式図である。インクジェットヘッド７は、複数のノズル２１を備える。各ノズル２１は、回転ドラム５による用紙Ｐの搬送方向と垂直な方向に並ぶ。

図３は図２におけるＡ−Ａ´矢視断面図であり、図４は図２におけるＢ−Ｂ´矢視断面図である。図３に示すように、インクジェットヘッド７は、インクタンク等のインク供給源からインクの供給を受ける共通インク室２２と、隔壁２３によって仕切られた複数の圧力室２４と、共通インク室２２と各圧力室２４とを繋ぐ複数のインク供給口２５と、各圧力室２４の外壁面に設けられた複数のアクチュエータ２６とを備える。ノズル２１は、各圧力室２４に１つずつ設けられる。図４に示すように、各圧力室２４は、それぞれ隔壁２３を介して隣り合う。

各アクチュエータ２６は、コントローラ２に接続された圧電素子である。各アクチュエータ２６は、コントローラ２から供給される駆動電圧信号に応じて変形する。アクチュエータ２６の変形に伴い、対応する圧力室２４の容積が拡張および収縮する。

［吐出信号］
画像形成に際し、コントローラ２は、ノズル２１からインク滴を吐出させるための吐出信号を各アクチュエータ２６に出力する。図５に吐出信号の波形例を示す。本実施形態に係る吐出信号は、圧力室２４の容積を定常状態から拡張するための拡張パルスＰ１、圧力室２４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）、圧力室２４の容積を定常状態から収縮するための収縮パルスＰ２を順に含む。

拡張パルスＰ１は、＋Ｖａａの電圧振幅を有する矩形パルスである。収縮パルスＰ２は、−Ｖａａの電圧振幅を有する矩形パルスである。但し、拡張パルスＰ１と収縮パルスＰ２の極性を入れ替え、負極性の拡張パルスＰ１にて圧力室２４の容積が拡張し、正極性の収縮パルスＰ２にて圧力室２４の容積が収縮するようにアクチュエータ２６を構成してもよい。

拡張パルスＰ１の期間はｔ１（μｓ）である。収縮パルスＰ２の期間はｔ２（μｓ）である。両パルスＰ１，Ｐ２間のグラウンド電位の期間はｒ１（μｓ）である。当該吐出信号にて１つのインク滴が吐出されるので、ノズル２１から１つのインク滴を吐出させるための期間であるドロップ周期Ｔｄは、ｔ１＋ｒ１＋ｔ２となる。

期間ｔ１は、圧力伝播時間Ｔａの近傍に設定する。圧力伝播時間Ｔａは、インク中の圧力波が圧力室２４の後端部である共通インク室２２から圧力室２４の先端部であるノズル２１の先端まで伝播する時間である。期間ｒ１と期間ｔ２は、ｒ１＝２＊ｔ１−（ｔ１−ｔ２）／２の関係が成立し、かつ、期間ｔ１の中点から期間ｔ２の中点までの期間が、２＊Ｔａとなるように設定する。

アクチュエータ２６の電極に拡張パルスＰ１の電圧＋Ｖａａを印加すると、アクチュエータ２６は、圧力室２４の容積を急激に拡張するように変形する。このとき、圧力室２４内には負の圧力が瞬間的に発生する。この負の圧力は、圧力伝播時間Ｔａが経過すると正の圧力に反転する。拡張パルスＰ１の後のグラウンド電位の期間ｒ１において、アクチュエータ２６は、圧力室２４の容積を拡張状態から急激に収縮するように変形する。このとき、圧力室２４内には正の圧力が瞬間的に発生する。この正の圧力は、圧力伝播時間Ｔａが経過すると負の圧力に反転する。期間ｔ１が圧力伝播時間Ｔａの近傍に設定されていることから、この圧力変化により発生する圧力波と、最初の拡張パルスＰ１に起因した圧力変化により発生する圧力波との位相が一致する。その結果、インクの振幅が急激に増幅し、ノズル２１からインク滴が吐出する。

アクチュエータ２６の電極に拡張パルスＰ１の電圧＋Ｖａａを印加し終えた後から２Ｔａが経過するまでの間に、圧力室２４内の圧力は、正、負、正と順次変化する。この変化の過程において、圧力室２４内の圧力が負のときにアクチュエータ２６の電極に収縮パルスＰ２の電圧−Ｖａａを印加すると、圧力室２４の容積が急激に収縮する。これにより、圧力室２４内の圧力は瞬間的に上がるので、拡張パルスＰ１によって発生した圧力波の振幅が弱まる。その結果、圧力室２４内の圧力の残留振動を小さくすることができる。

収縮パルスＰ２に続けて次の吐出信号を順次アクチュエータ２６に供給し、アクチュエータ２６に上記一連の動作を繰り返させれば、インク滴が吐出信号の数だけ連続的にノズル２１から吐出される。各インク滴は、用紙Ｐの同一位置に着弾する。このように用紙Ｐの同一位置に連続してインク滴を吐出し、一画素を形成する回数を例えば最大Ｎmax回とすると、１つのインクジェットヘッド７を用いてＮmax＋１階調の画像形成が可能となる。本実施形態ではＮmax＝３とする。すなわち図５に示すように、コントローラ２は１画素を形成するにあたり最大で３回連続して吐出信号を出力する。

［プリカーサ動作］
インク滴の吐出が長時間休止すると、ノズル２１内のインクに含まれる水や溶媒が乾燥し、図６（ａ）に示すように、ノズル２１内に形成されるインクのメニスカスの表面付近でインクに含まれる顔料が高濃度化することがある。高濃度化した部分では本来よりもインクの粘度が増加するため、インク滴の誤吐出や不吐出といった吐出不良を誘発しかねない。

このような吐出不良を回避すべく、本実施形態に係るコントローラ２は、図６（ｂ）（ｃ）のようにノズル２１内のインクのメニスカスをインクが吐出しない程度に振動させる、いわゆるプリカーサ動作を実行する機能を有する。このプリカーサ動作を実行すると、図６（ａ）に示したインクの高濃度化部分が、振動により他の部分と混ざり合う。その結果、図６（ｄ）に示すように、ノズル２１ないし圧力室２４内のインクの濃度が略一様となり、上記のような吐出不良が未然防止される。

プリカーサ動作を実行するにあたり、コントローラ２は、例えば図７に示すような波形の振動信号をアクチュエータ２６に供給する。本実施形態に係る振動信号は、期間ｒ２（μｓ）のグラウンド電位と、圧力室２４の容積を定常状態から収縮するための収縮パルスであるプリカーサパルスＰ３とを順に含む。

プリカーサパルスＰ３は、収縮パルスＰ２と極性および電圧振幅が同一の矩形パルスである。プリカーサパルスＰ３の期間はｔ３（μｓ）である。期間ｒ２と期間ｔ３の和は、ドロップ周期Ｔｄと一致する。また、期間ｔ３は、プリカーサパルスＰ３の電圧−Ｖａａをアクチュエータ２６に印加した際に発生する圧力室２４内の圧力波と、アクチュエータ２６がプリカーサパルスＰ３による変形から復帰した際に発生する圧力室２４内の圧力波との位相が一致しない程度に定める。このような振動信号をアクチュエータ２６に与えることで、ノズル２１からインクが吐出しない程度にノズル２１内のメニスカスを振動させることができる。

なお、プリカーサパルスＰ３に代えて、＋Ｖａａの電圧振幅を有する期間ｔ３の拡張パルスを用いて振動信号を構成してもよい。

［印刷動作］
インクジェット記録装置１の動作について説明する。

パーソナルコンピュータ等の上位機器から図示せぬ通信ユニットを介して印刷指令と印刷データとをインクジェット記録装置１が受信すると、コントローラ２は受信した印刷データをメモリ１１に保存する。以降、コントローラ２は、図８のフローチャートに沿って動作する。

すなわち、先ずコントローラ２は、メモリ１１に保存した印刷データに含まれる各画素の濃度情報を基に、０〜３ドロップの階調値にて構成される画像データＷ１［Ｌ，Ｃ］を生成する（Ａｃｔ１）。コントローラ２は、生成した画像データＷ１［Ｌ，Ｃ］をメモリ１１に保存する。

本実施形態に係る画像データＷ１［Ｌ，Ｃ］は、図９に示すように、ラインナンバＬ（Ｌ＝０〜Ｌmax）、カラムナンバＣ（Ｃ＝０〜Ｃmax）を引数とし、各要素に０〜３ドロップの階調値が書き込まれた２次元配列である。図９中の１つの格子が１画素に対応する。また、斜線を付していない格子はインクの吐出を伴わない画素（０ドロップ）であり、斜線を付した格子はインクの吐出を伴う画素（１〜３ドロップ）である。

カラムナンバＣは、ノズル２１およびアクチュエータ２６の各組と１対１で対応する。各カラムにラインナンバＬの昇順で並ぶ各画素は、各カラムナンバＣに対応するノズル２１からのインク吐出（あるいはインク不吐出）によって、この順で用紙Ｐに形成される画素となる。すなわち、画像データＷ１［Ｌ，Ｃ］は、用紙Ｐに形成する複数の画素の階調値と、アクチュエータ２６を駆動して各画素それぞれを用紙Ｐに形成する形成タイミングとを表す。

Ａｃｔ１の後、コントローラ２は、メモリ１１に変数Ｌ，ＣおよびプリカーサデータＷ２［Ｌ，Ｃ］を生成し、それらの値を“０”に初期化する（Ａｃｔ２）。プリカーサデータＷ２［Ｌ，Ｃ］は、ラインナンバＬ（Ｌ＝０〜Ｌmax）、カラムナンバＣ（Ｃ＝０〜Ｃmax）を引数とし、後述のＡｃｔ７にて各要素に振動信号数Ｍを書き込むための２次元配列である。

次に、コントローラ２は、現在の変数Ｌ，Ｃで表される画像データＷ１［Ｌ，Ｃ］に書き込まれた階調値が１〜３ドロップであるかを判定する（Ａｃｔ３）。１〜３ドロップであると判定した場合（Ａｃｔ３のＹＥＳ）、コントローラ２は、変数ＣがＣmaxに達しているかを判定する（Ａｃｔ４）。変数ＣがＣmaxに達していないと判定した場合（Ａｃｔ４のＮＯ）、コントローラ２は、変数Ｃを１つインクリメントする（Ａｃｔ５）。その後、コントローラ２の動作はＡｃｔ３に移る。

一方、ステップＳ３において、現在の変数Ｌ，Ｃで表される画像データＷ１［Ｌ，Ｃ］に書き込まれた階調値が１〜３ドロップでないと判定した場合（Ａｃｔ３のＮＯ）、コントローラ２は、現在の変数Ｌ，Ｃで表される画像データＷ１［Ｌ＋１，Ｃ］に書き込まれた階調値が１〜３ドロップであるかを判定する（Ａｃｔ６）。画像データＷ１［Ｌ＋１，Ｃ］に書き込まれた階調値が１〜３ドロップであると判定した場合（Ａｃｔ６のＹＥＳ）、コントローラ２は、現在の変数Ｌ，Ｃで表されるプリカーサデータＷ２［Ｌ，Ｃ］に書き込むための振動信号数Ｍを算出する（Ａｃｔ７）。振動信号数Ｍは、例えば以下の計算式（１）にて算出する。

［振動信号数Ｍ］＝［最大ドロップ数Ｎmax］−［ドロップ数Ｎ］＋Ｓ・・・（１）
本実施形態において最大ドロップ数Ｎmaxは常に“３”である。ドロップ数Ｎは、画像データＷ１［Ｌ＋１，Ｃ］に書き込まれた階調値である。Ｓは固定値であり、本実施形態では“１”とする。これらの条件を用いると、画像データＷ１［Ｌ＋１，Ｃ］に書き込まれた階調値が１ドロップ、２ドロップ、および３ドロップである場合に、振動信号数Ｍはそれぞれ“３”、“２”、および“１”となる。

Ａｃｔ７にて振動信号数Ｍを算出すると、コントローラ２は、当該振動信号数Ｍを現在の変数Ｌ，Ｃで表されるプリカーサデータＷ２［Ｌ，Ｃ］に書き込む（Ａｃｔ８）。

Ａｃｔ６にて画像データＷ１［Ｌ＋１，Ｃ］に書き込まれた階調値が１〜３ドロップでないと判定した場合（Ａｃｔ６のＮＯ）、コントローラ２は、画像データＷ１［Ｌ＋２，Ｃ］に書き込まれた階調値が１〜３ドロップであるかを判定する（Ａｃｔ９）。画像データＷ１［Ｌ＋２，Ｃ］に書き込まれた階調値が１〜３ドロップであると判定した場合（Ａｃｔ９のＹＥＳ）、コントローラ２の動作はＡｃｔ７に移る。このとき実行されるＡｃｔ７の動作において、コントローラ２は、画像データＷ１［Ｌ＋２，Ｃ］に書き込まれた階調値を式（１）のドロップ数Ｎとして、振動回数Ｍを算出する。振動回数Ｍを算出した後、コントローラ２は、当該振動回数Ｍを現在の変数Ｌ，Ｃで表されるプリカーサデータＷ２［Ｌ，Ｃ］に書き込む（Ａｃｔ８）。

Ａｃｔ９において、画像データＷ１［Ｌ＋２，Ｃ］に書き込まれた階調値が１〜３ドロップでないと判定した場合（Ａｃｔ９のＮＯ）、コントローラ２の動作はＡｃｔ４に移る。

Ａｃｔ３〜Ａｃｔ９を含むループを１ライン分の画素について実行し終えると、変数ＣがＣmaxに達する（Ａｃｔ４のＹＥＳ）。このとき、コントローラ２は、変数ＬがＬmaxに達したかを判定する（Ａｃｔ１０）。変数ＬがＬmaxに達していない場合（Ａｃｔ１０のＮＯ）、コントローラ２は、変数Ｌを１つインクリメントするとともに、変数Ｃを“０”に初期化する（Ａｃｔ１１）。その後、コントローラ２の動作はＡｃｔ３に移る。以降、コントローラ２は、順次変数ＬをインクリメントしながらＡｃｔ３〜Ａｃｔ９を含むループを繰り返す。なお、変数ＬがＬmax−１，Ｌmaxのとき、Ａｃｔ６，９では画像データＷ１［Ｌmax＋１，Ｃ］，Ｗ１［Ｌmax＋２，Ｃ］を参照する必要が生じるが、これらの値は“０”として扱う。

画像データＷ１［Ｌ，Ｃ］に含まれる全ての画素を対象としてＡｃｔ３〜Ａｃｔ９を含むループを実行し終えると、プリカーサデータＷ２［Ｌ，Ｃ］が完成する。このとき、変数ＣがＣmaxかつ変数ＬがＬmaxとなるので（Ａｃｔ４，１０のＹＥＳ）、コントローラ２の動作は当該ループを抜ける。

このときコントローラ２は、画像データＷ１［Ｌ，Ｃ］およびプリカーサデータＷ２［Ｌ，Ｃ］を用いた印刷処理を実行する（Ａｃｔ１２）。印刷処理において、先ずコントローラ２は、ピックアップローラ４と回転ドラム５の駆動を開始する。このときピックアップローラ４が給紙カセット３から用紙Ｐをピックアップし、回転ドラム５の外周面に供給する。回転ドラム５は、供給された用紙Ｐを外周面に吸着して回転する。

用紙Ｐの先端がインクジェットヘッド７による画像形成位置に到達すると、コントローラ２は、継続して回転ドラム５を回転させつつ、画像データＷ１［Ｌ，Ｃ］に含まれる各画素値（Ｌ，Ｃの組合せ）に対応する駆動タイミングにて各アクチュエータ２６を時分割で駆動し、各ノズル２１から選択的にインク滴を吐出させる。

具体的には、先ずコントローラ２は、画像データＷ１［０，Ｃ］が示すドロップ数分の吐出信号をカラムナンバＣに対応するアクチュエータ２６に出力し、プリカーサデータＷ２［０，Ｃ］が示す回数分の振動信号をカラムナンバＣに対応するアクチュエータ２６に出力する動作を、Ｃ＝０〜Ｃmaxの各カラムナンバについて実行する。

この動作が完了すると、Ｌ＝１、２、３・・・とラインナンバＬの値を順次インクリメントしながら、Ｌ＝０の場合と同様の動作を繰り返す。やがてＬ＝Ｌmaxのラインについて当該動作が完了すると、用紙Ｐへの画像形成が完了する。このときコントローラ２は、回転ドラム５を停止して用紙Ｐを排紙トレイ６に排紙する。以上でＡｃｔ１２の動作ならびに当該フローチャートに示す動作が完了する。

このような印刷動作において、１組のノズル２１およびアクチュエータ２６に着目すると、コントローラ２は次の２通りの態様にてアクチュエータ２６を駆動していることになる。
第１の態様として、コントローラ２は、ノズル２１からのインク吐出を伴う画素の形成タイミングで、同画素の階調値に応じた数の吐出信号をアクチュエータ２６に出力する。例えば図９に示した画像データＷ１［Ｌ，Ｃ］を対象としてＡｃｔ３〜１１の動作を実行した場合、コントローラ２はインク吐出を伴う画素（斜線を付した格子）の形成タイミングで、同画素に対応するアクチュエータ２６に同画素の階調値に応じた数の吐出信号を出力する。
第２の態様として、コントローラ２は、ノズル２１からのインク吐出を伴わない画素であって、当該画素の形成タイミングの直後に形成タイミングが到来する規定数Ｘ（本実施形態ではＸ＝２）以内の画素にノズル２１からのインク吐出を伴うものが含まれる画素の形成タイミングで、アクチュエータ２６に振動信号を出力する。例えば図９に示した画像データＷ１［Ｌ，Ｃ］を対象としてＡｃｔ３〜１１の動作を実行した場合、コントローラ２は白丸を付した画素の形成タイミングで、同画素に対応するアクチュエータ２６に振動信号を出力する。

すなわち図９から明らかなように、本実施形態に係るコントローラ２は、インク吐出を伴う画素の形成タイミングの直前で、当該画素の形成に用いるノズル２１を対象としたプリカーサ動作を実行する。このようにすれば、常時各アクチュエータ２６をプリカーサ動作させる場合に比べて、プリカーサ動作に伴うアクチュエータ２６の発熱量を低く抑えることができる。しかも、ノズル２１がインク滴を吐出する直前で同ノズル２１に対応するアクチュエータ２６がプリカーサ動作を行うので、同ノズル２１のインク吐出性能は良好に保たれる。

また、全ての画素の形成タイミングで一律に各アクチュエータ２６をプリカーサ動作させると、発熱量が増大するとの問題の他に、用紙Ｐに形成される画像がプリカーサ動作によって乱れるとの問題も生じる。本実施形態に開示した構成であれば、プリカーサ動作の頻度を減らすことができるので、上記のような画像の乱れも抑えることができる。

その他、本実施形態にて開示した構成からは種々の好適な効果が得られる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。
本実施形態では、第１の実施形態に開示した構成において、吐出信号および振動信号の波形を変更する。さらに、インク吐出を伴う画素の形成タイミングにおいても、当該画素に対応するアクチュエータ２６に振動信号を出力し、当該振動信号に続いて当該画素の階調値に応じた数の吐出信号を同アクチュエータ２６に出力する。以下の説明において特に言及しない構成については、第１の実施形態と同様である。

本実施形態に係る吐出信号および振動信号の波形例を図１０に示す。図示した吐出信号は、圧力室２４の容積を定常状態から拡張するための拡張パルスＰ１、圧力室２４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、圧力室２４の容積を定常状態から収縮するための第１収縮パルスＰ２ａ、圧力室２４の容積を第１収縮パルスＰ２ａによる収縮から定常状態に復帰させるためのグラウンド電位、圧力室２４の容積を定常状態から収縮するための第２収縮パルスＰ２ｂ、圧力室２４の容積を第２収縮パルスＰ２ｂによる収縮から定常状態に復帰させるためのグラウンド電位を順に含む。

拡張パルスＰ１は、＋Ｖａａの電圧振幅を有する矩形パルスである。第１収縮パルスＰ２ａおよび第２収縮パルスＰ２ｂは、−Ｖａａの電圧振幅を有する矩形パルスである。但し、拡張パルスＰ１と各収縮パルスＰ２ａ，Ｐ２ｂの極性を入れ替え、負極性の拡張パルスＰ１にて圧力室２４の容積が拡張し、正極性の各収縮パルスＰ２ａ，Ｐ２ｂにて圧力室２４の容積が収縮するようにアクチュエータ２６を構成してもよい。

拡張パルスＰ１の期間はｔ１（μｓ）である。第１収縮パルスＰ２ａの期間はｔ２ａ（μｓ）である。第２収縮パルスＰ２ｂの期間はｔ２ｂ（μｓ）である。拡張パルスＰ１および第１収縮パルスＰ２ａ間のグラウンド電位の期間はｒ１ａ（μｓ）である。各収縮パルスＰ２ａ，Ｐ２ｂ間のグラウンド電位の期間はｒ１ｂ（μｓ）である。第２収縮パルスＰ２ｂに続くグラウンド電位の期間はｒ１ｃ（μｓ）である。

拡張パルスＰ１の始点から第１収縮パルスＰ２ａの終点までの期間（ｔ１＋ｒ１ａ＋ｔ２ａ）は、圧力室２４内のインクと圧力室２４との共振周期の半値（＝ＡＬ）以下に設定する。拡張パルスＰ１の始点から第１収縮パルスＰ２ａの終点までの期間の中間点から第２収縮パルスＰ２ｂの中間点までの期間は、上記共振周期（＝２ＡＬ）以下に設定する。上記共振周期は、圧力室２４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。

このように定めた吐出信号が入力されたアクチュエータ２６の変形により、同アクチュエータ２６に対応するノズル２１から１つのインク滴が吐出される。さらに、２つの収縮パルスＰ２ａ，Ｐ２ｂが入力された際のアクチュエータ２６の変形によって、圧力室２４内の圧力の残留振動が効果的に打ち消される。

一方、本実施形態に係る振動信号は、期間ｒ２ａのグラウンド電位と、圧力室２４の容積を定常状態から収縮する収縮パルスである第１プリカーサパルスＰ３ａと、圧力室２４の容積を第１プリカーサパルスＰ３ａによる収縮から定常状態に復帰させるためのグラウンド電位と、圧力室２４の容積を定常状態から収縮する収縮パルスである第２プリカーサパルスＰ３ｂと、圧力室２４の容積を第２プリカーサパルスＰ３ｂによる収縮から定常状態に復帰させるためのグラウンド電位とを順に含む。

各プリカーサパルスＰ３ａ，Ｐ３ｂは、各収縮パルスＰ２ａ，Ｐ２ｂと極性および電圧振幅が同一の矩形パルスである。第１プリカーサパルスＰ３ａの期間はｔ３ａ（μｓ）である。第２プリカーサパルスＰ３ｂの期間はｔ３ｂ（μｓ）である。各プリカーサパルスＰ３ａ，Ｐ３ｂ間のグラウンド電位の期間はｒ２ｂ（μｓ）である。第２プリカーサパルスＰ３ｂに続くグラウンド電位の期間はｒ２ｃ（μｓ）である。

本実施形態では、ｔ１＋ｒ１ａ＝ｒ２ａ、ｔ２ａ＝ｔ３ａ、ｒ１ｂ＝ｒ２ｂ、ｔ２ｂ＝ｔ３ｂ、ｒ１ｃ＝ｒ２ｃとする。このようにすれば、振動信号の波形は、吐出信号の波形から拡張パルスＰ１を除いた形となる。

印刷動作に際し、コントローラ２は第１の実施形態と同様に、ノズル２１からのインク吐出を伴わない画素であって、当該画素の形成タイミングの直後に形成タイミングが到来する規定数Ｘ（本実施形態ではＸ＝２）以内の画素にノズル２１からのインク吐出を伴うものが含まれる画素の形成タイミングで、アクチュエータ２６に振動信号を出力する。このとき出力する振動信号の波形は、図７に示した波形に代えて図１０に示した波形を用いる。式（１）にて算出される振動信号数Ｍが２以上の場合、コントローラ２は、図１０に示した波形の振動信号をＭ回連続してアクチュエータ２６に出力する。

また本実施形態において、コントローラ２は、インク吐出を伴う画素の形成タイミングにおいても当該画素に対応するアクチュエータ２６に振動信号を出力する。さらにこの振動信号に続き、コントローラ２は、図１０に示すように当該画素の階調値に応じた数の吐出信号を当該アクチュエータ２６に出力する。

振動信号および吐出信号が連続して入力されるアクチュエータ２６は、振動信号に従って変形してノズル２１内のメニスカスを振動させた後、吐出信号に従って変形してノズル２１からインク滴を吐出させる。このようにノズル２１がインク滴を吐出する直前に当該ノズル２１に対応するアクチュエータ２６にプリカーサ動作を加えれば、各ノズル２１のインク吐出性能は第１の実施形態の場合よりもさらに良好に保たれる。

また、１つの振動信号に複数のプリカーサパルスを含ませるとノズル２１内のメニスカスが高頻度で振動するので、ノズル２１内のインクを攪拌する効果が高まる。

その他、本実施形態にて開示した構成からは種々の好適な効果が得られる。

（変形例）
第１，第２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、上記各実施形態では式（１）中のＳを１にするとしたが、Ｓの値は適宜変更すればよい。メニスカス表層の乾燥等が生じ易い種類のインクを使用する場合等には、Ｓの値を大きくしてアクチュエータ２６に出力する振動信号数Ｍを増加させればよい。一方、メニスカス表層の乾燥等が生じ難い種類のインクを使用する場合等には、Ｓの値を小さくしてアクチュエータ２６に出力する振動信号数Ｍを減少させればよい。

また、上記各実施形態では規定数Ｘが２である場合を例示したが、規定数Ｘは１であってもよいし３以上であってもよい。規定数Ｘを１とする場合には、図８のフローチャートに示したＡｃｔ９の動作を省けばよい。規定数Ｘを３以上とする場合には、図８のフローチャートに示したＡｃｔ９の動作で“ＮＯ”に進んだ場合に、画像データＷ１［Ｌ＋３，Ｃ］・・・Ｗ１［Ｌ＋Ｘ，Ｃ］に書き込まれた階調値を順次参照する動作を追加し、これら階調値が１つでも１〜３ドロップを示す場合にコントローラ２の動作がＡｃｔ７に移るようにすればよい。

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…コントローラ、３…給紙カセット、４…ピックアップローラ、５…回転ドラム、６…排紙トレイ、７…インクジェットヘッド、１０…ＣＰＵ、１１…メモリ、２１…ノズル、２２…共通インク室、２３…隔壁、２４…圧力室、２５…インク供給口、２６…アクチュエータ、Ｐ１…拡張パルス、Ｐ２…収縮パルス、Ｐ３…プリカーサパルス。

Claims (4)

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、
   複数の画素の階調値と、前記アクチュエータを駆動して前記各画素それぞれを被記録媒体に形成する形成タイミングとを表す画像データを記憶するメモリと、
   前記画像データに基づき前記各画素を形成するにあたり、インク吐出を伴う画素の形成タイミングで、当該画素の階調値に応じた数だけ前記ノズルからインクを吐出させるための吐出信号を前記アクチュエータに出力し、インク吐出を伴わない画素であって同画素の直後から規定数以内に形成タイミングが到来する画素にインク吐出を伴うものが含まれる画素の形成タイミングで、インクの吐出を伴わずに前記ノズルを振動させるための振動信号を当該インク吐出を伴う画素の階調値に応じた数だけ前記アクチュエータに出力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記録装置。
2. 前記コントローラは、インク吐出を伴う画素の形成タイミングにおいても前記振動信号を前記アクチュエータに出力し、当該振動信号に続いて前記吐出信号を前記アクチュエータに出力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記録装置。
3. 前記吐出信号は、前記圧力室の容積を拡張するための拡張パルスと、前記圧力室の容積を収縮するための２つ以上の収縮パルスとを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記振動信号は、前記圧力室の容積を収縮するための２つ以上の収縮パルスを含むことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１に記載のインクジェット記録装置。

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