JP2006272754A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従前の印字前微振動動作の無駄を解消することができるインクジェット式記録装置、広くは液体噴射装置を提供すること。
【解決手段】 本発明は、複数列に配置された複数のノズル開口を有するヘッド部材と、選択されたノズル開口毎に前記ノズル開口部分の液体を噴射させる液体噴射手段と、ノズル開口部分の液体を微振動させる微振動手段と、前記微振動手段の微振動開始タイミングを決定する駆動開始タイミング決定手段と、を備える。前記微振動開始タイミング決定手段は、液体噴射可能領域に対する前記ノズル開口の各列毎の相対位置を考慮して、前記微振動手段の微振動開始タイミングを決定するようになっている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ノズル開口から液体滴を吐出させる液体噴射装置に関する。

インクジェット式プリンタやインクジェット式プロッタ等のインクジェット式記録装置（液体噴射装置の一種）は、記録ヘッド（ヘッド部材）を主走査方向に沿って移動させると共に記録紙（液体被噴射媒体の一種）を副走査方向に沿って移動させ、この移動に連動して記録ヘッドのノズル開口からインク滴を吐出させることにより、記録紙上に画像（文字等を含む）を記録する。このインク滴の吐出は、例えば、ノズル開口に連通した圧力発生室を膨張・収縮させることで行われる。

ところで、記録ヘッドのノズル開口部分では、インクが空気に曝されているので、インク溶媒（例えば、水）が徐々に蒸発する。このインク溶媒の蒸発によりノズル開口部分のインク粘度が上昇し、記録画像の画質を悪化させる。即ち、当該部分のインク粘度が上昇すると、吐出されたインク滴が正規の方向からずれた方向に飛翔し得る。

このため、インクジェット記録装置では、ノズル開口部分のインクの増粘を防止する対策がなされている。この増粘対策の一つに、メニスカスの微振動によるインクの撹拌がある。ここで、メニスカスとは、ノズル開口にて露出したインクの自由表面のことである。

このインクの撹拌では、インク滴が吐出されないように、インク滴の吐出方向と、この吐出方向とは反対側の引込方向と、にメニスカスを交互に移動させる。このメニスカスの移動もまた、圧力発生室を膨張・収縮させることにより行う。メニスカスを微振動させることにより、ノズル開口部分のインクが撹拌されるので、インクの増粘が防止される。

このインクの撹拌は、記録動作に連動して行われる。例えば、記録ヘッドを搭載したキャリッジの主走査開始直後における加速期間中や、１行の記録期間中（即ち、印字中）において行われる。そして、加速期間中における撹拌では、メニスカスを微振動させるための微振動駆動信号を記録ヘッドに供給し、全てのノズル開口のメニスカスを微振動させる。また、印字中における撹拌では、インク滴を吐出させるための吐出駆動信号から微振動パルスを生成し、この生成した微振動パルスを記録ヘッドに供給する。これにより、インク滴を吐出しないノズル開口についてインクの撹拌が行われる。

また、特許文献１は、記録ヘッドの記録開始位置や各ノズル開口毎の記録開始位置に基づいて微振動制御を行う技術を開示している。
特開２００１−２６０３６９号公報

ところで、記録ヘッドの加速期間中におけるメニスカス撹拌動作は、全てのノズル開口について同時に一斉に行うようになっている。

本件発明者は、全てのノズル開口について同時に一斉に微振動動作を開始することに起因して、微振動動作に無駄が存在することを見出した。具体的には、本件発明者は、記録ヘッドが複数列のノズル開口を有する場合において、液体噴射可能領域に対するノズル開口の各列毎の相対位置に応じて微振動動作の開始タイミングを調整することが、消費エネルギの抑制、および、微振動時間の削減による印刷時間の短縮、に有効であり得ることを知見した。

本発明は、このような問題点を解消するためになされたものであり、従前の印字前微振動動作の無駄を解消して、消費エネルギの抑制および印刷時間の短縮を可能とするインクジェット式記録装置、広くは液体噴射装置を提供することを目的とする。

本発明は、複数列に配置された複数のノズル開口を有するヘッド部材と、選択されたノズル開口毎に前記ノズル開口部分の液体を噴射させる液体噴射手段と、前記ノズル開口部分の液体を微振動させる微振動手段と、前記微振動手段の微振動開始タイミングを決定する微振動開始タイミング決定手段と、を備え、前記微振動開始タイミング決定手段は、液体噴射可能領域に対する前記ノズル開口の各列毎の相対位置を考慮して、前記微振動手段の微振動開始タイミングを決定するようになっていることを特徴とする液体噴射装置である。

本発明によれば、微振動開始タイミング決定手段が液体噴射可能領域とノズル開口の各列毎の配置との相対関係を考慮して微振動手段の微振動開始タイミングを決定することにより、微振動手段の駆動時間を必要最小限に抑制することが可能である。これにより、消費エネルギーの抑制が図られる。

好ましくは、液体噴射装置は、液体被噴射媒体を支持する支持部材を備える。また、好ましくは、液体噴射装置は、前記ヘッド部材を前記液体被噴射媒体に対して相対的に走査させる走査機構を備える。この場合、好ましくは、液体噴射装置は、前記走査機構による走査中における前記ヘッド部材の相対的な液体噴射可能領域を記憶する領域記憶手段を備える。また、通常は、微振動手段は、前記ノズル開口部分の液体を一斉に微振動させるようになっている。

また、例えば、各列に配置されたノズル開口は、同一の増粘特性を有する液体を使用するノズル開口である。例えば、各列に配置されたノズル開口は、同一色のインクを使用するノズル開口である。

また、複数列に配置された複数のノズル開口には、列毎に所定の微振動必要時間あるいは所定の微振動必要回数が設定されており、前記微振動開始タイミング決定手段は、各列毎の所定の微振動必要時間あるいは所定の微振動必要回数を考慮して、前記微振動手段の微振動開始タイミングを決定するようになっていることが好ましい。これにより、微振動手段の駆動時間を各列毎に必要最小限に設定することが可能である。

更に、前記微振動開始タイミング決定手段は、各列毎の液体噴射開始位置を考慮して、前記微振動手段の微振動開始タイミングを決定するようになっていることが好ましい。これにより、微振動手段の不必要な駆動を効果的に排除することが可能である。

前記走査機構は、前記ヘッド部材を前記液体被噴射媒体に対して相対的に往復走査させるようになっていてもよい。この場合、いわゆるＢｉ−Ｄタイプの装置を実現できる。

また、前記走査機構は、前記微振動開始タイミング決定手段によって決定される前記微振動手段の微振動開始タイミングに基づいて、前記ヘッド部材の移動領域を決定するようになっていてもよい。この場合、液体噴射装置のより一層の高速駆動が図れる。

また、本発明は、複数列に配置された複数のノズル開口を有するヘッド部材と、選択されたノズル開口毎に前記ノズル開口部分の液体を噴射させる液体噴射手段と、を備えた液体噴射装置を制御するための装置であって、前記ノズル開口部分の液体を微振動させる微振動手段と、前記微振動手段の微振動開始タイミングを決定する微振動開始タイミング決定手段と、を備え、前記微振動開始タイミング決定手段は、前記液体噴射可能領域に対する前記ノズル開口の各列毎の相対位置を考慮して、前記微振動手段の微振動開始タイミングを決定するようになっていることを特徴とする制御装置である。

前記制御装置あるいは当該制御装置の各要素手段は、コンピュータシステムによって実現され得る。

また、コンピュータシステムにそれらを実現させるためのプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体も、本件の保護対象である。

ここで、記録媒体とは、フレキシブルディスク等の単体として認識できるものの他、各種信号を伝搬させるネットワークをも含む。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１に示すように、本発明の一実施の形態のインクジェット式記録装置（液体噴射装置の一例）は、インクジェット式プリンタ１であり、黒インクカートリッジ２ａ及びカラーインクカートリッジ２ｂを保持可能なカートリッジホルダ部３と記録ヘッド４（ヘッド部材の一例）とを有するキャリッジ５を備えている。キャリッジ５は、ヘッド走査機構（走査機構の一例）によって、主走査方向に沿って往復移動されるようになっている。

ヘッド走査機構は、ハウジングの左右方向に架設されたガイド部材６と、ハウジングの一方側に設けられたパルスモータ７と、パルスモータ７の回転軸に接続されて回転駆動される駆動プーリー８と、ハウジングの他方側に取付けられた遊転プーリー９と、駆動プーリー８及び遊転プーリー９の間に掛け渡されると共にキャリッジ５に結合されたタイミングベルト１０と、パルスモータ７の回転を制御する制御部１１（図４参照）と、から構成されている。これにより、パルスモータ７を作動させることによって、キャリッジ５、即ち、記録ヘッド４を、記録紙１２の幅方向である主走査方向に往復移動させることができる。

また、プリンタ１は、記録紙１２等の記録用媒体（液体被噴射媒体の一例）を紙送り方向（副走査方向）に送り出す紙送り機構を有する。この紙送り機構は、紙送りモータ１３及び紙送りローラ１４（支持部材の一例）等から構成される。記録紙１２等の記録媒体は、記録動作に連動して、順次送り出される。

記録ヘッド４は、図２に示すように、インクカートリッジ２ａまたは２ｂ（図１参照）からのインクが供給されるインク室２０と、複数のノズル開口１７が副走査方向に列設されたノズルプレート１６と、ノズル開口１７のそれぞれに対応して複数設けられた圧力室（圧力発生室）２２と、を主に備える。圧力室２２は、圧電振動子２１の変形によって膨張・収縮するようになっている。

インク室２０と圧力室２２とは、インク供給口２４及び供給側連通孔２３を介して連通されている。また、圧力室２２とノズル開口１７とは、第１ノズル連通孔２５及び第２ノズル連通孔２６を介して連通されている。即ち、インク室２０から圧力室２２を通ってノズル開口１７に至る一連のインク流路が、ノズル開口１７毎に形成されている。

上記の圧電振動子２１は、所謂たわみ振動モードの圧電振動子２１である。たわみ振動モードの圧電振動子２１を用いると、充電により圧電振動子２１が電界と直交する方向に縮んで圧力室２２が収縮し、充電された圧電振動子２１を放電することにより、圧電振動子２１が電界と直交する方向に伸長して圧力室２２が膨張する。

すなわち、記録ヘッド４では、圧電振動子２１に対する充放電に伴って、対応する圧力室２２の容量が変化する。このような圧力室２２の圧力変動を利用して、ノズル開口１７からインク滴を吐出させたり、メニスカス（ノズル開口１７で露出しているインクの自由表面）を微振動させたりすることができる。

記録ヘッド４は、この場合、異なる複数種類の色が記録可能な多色記録ヘッドである。多色記録ヘッドは、複数のヘッドユニットを備えており、各ヘッドユニット毎に使用するインクの種類が設定される。

本実施の形態の記録ヘッド４は、ブラックインクを吐出可能なブラックヘッドユニットと、シアンインクを吐出可能なシアンヘッドユニットと、マゼンタインクを吐出可能なマゼンタヘッドユニットと、イエローインクを吐出可能なイエローヘッドユニットと、を備えている。各ヘッドユニットは、対応するインクカートリッジ２ａ、２ｂの各インク収容室と連通するようになっている。そして、各ヘッドユニットが、それぞれ図２を用いて説明した構成を有しており、複数のノズル開口１７からなるノズル列が、図３に示すように、ブラックインクと他のカラーインクとで分かれて形成されている。両ノズル列の間隔は、例えば、２．８２２ｍｍである。これは、３６０ｄｐｉの印刷精度の場合、約４０画素に相当する。

次に、プリンタ１の電気的構成について説明する。図４に示すように、このインクジェット式プリンタ１は、プリンタコントローラ３０とプリントエンジン３１とを備えている。

プリンタコントローラ３０は、外部インターフェース（外部Ｉ／Ｆ）３２と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ３３と、制御プログラム等を記憶したＲＯＭ３４と、ＣＰＵ等を含んで構成された制御部１１と、クロック信号を発生する発振回路３５と、記録ヘッド４へ供給するための駆動信号等を発生する駆動信号発生回路３６と、駆動信号や、印刷データに基づいて展開されたドットパターンデータ（ビットマップデータ）等をプリントエンジン３１に送信する内部インターフェース（内部Ｉ／Ｆ）３７と、を備えている。

外部Ｉ／Ｆ３２は、例えば、キャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータ等によって構成される印刷データを、図示しないホストコンピュータ等から受信する。また、ビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）が、外部Ｉ／Ｆ３２を通じて、ホストコンピュータ等に対して出力される。

ＲＡＭ３３は、受信バッファ、中間バッファ、出力バッファ及びワークメモリ（図示せず）を有している。そして、受信バッファは、外部Ｉ／Ｆ３２を介して受信された印刷データを一時的に記憶し、中間バッファは、制御部１１により変換された中間コードデータを記憶し、出力バッファは、ドットパターンデータを記憶する。ここで、ドットパターンデータとは、中間コードデータ（例えば、階調データ）をデコード（翻訳）することにより得られる印字データである。

ＲＯＭ３４には、各種データ処理を行わせるための制御プログラム（制御ルーチン）の他に、フォントデータ、グラフィック関数等が記憶されている。さらにＲＯＭ３４は、メンテナンス情報保持手段として、メンテナンス動作用の設定データをも記憶している。また、ＲＯＭ３４は、領域記憶手段として、主走査中の記録ヘッド４の記録紙１２へのインク吐出可能領域Ｅ（液体噴射可能領域）とその前後（左右）の微振動領域Ｍとを記憶するようになっている（図５参照）。微振動領域Ｍは、記録ヘッド４の待機ないしは加減速のための領域である。

駆動信号発生回路３６は、記録のために使用される吐出駆動信号を発生する主信号発生部３６ａと、インクのメニスカスを微振動させてノズル開口部分のインクを撹拌させる微振動信号を発生する微振信号発生部３６ｂと、主信号発生部３６ａからの吐出駆動信号と微振信号発生部３６ｂからの微振動信号とが入力され、吐出駆動信号または微振動信号を内部Ｉ／Ｆ３７に出力する選択部３６ｃと、を含んで構成してある（図４参照）。

本実施の形態では、選択部３６ｃに、本発明の特徴である微振動開始タイミング決定部３６ｄが接続されている（図４参照）。

微振動開始タイミング決定部３６ｄは、インク吐出可能領域Ｅに対する各ノズル列の相対位置を考慮して、微振動信号の供給開始タイミングを決定するようになっている。すなわち、ブラックインクを吐出するノズル列の側がインク吐出可能領域Ｅに近い状態では、記録ヘッド４の走査開始時点（記録ヘッド４は待機位置にある）を微振動信号の供給開始タイミングとする一方、カラーインクを吐出するノズル列の側がインク吐出可能領域Ｅに近い状態では、記録ヘッド４の走査開始時点から少し遅れた時点（記録ヘッド４は待機位置をすでに離れている）を微振動信号の供給開始タイミングとするようになっている。

従って、Ｂｉ−Ｄタイプのインクジェット装置として往復印刷を実施する場合には、往復の各走査開始時点に対して、往動時の微振動開始タイミングと復動時の微振動開始タイミングとが異なるということになる。

一般に、ブラックインクは、他のカラーインクと比較して、増粘を起こしやすい。従って、ブラックインクのメニスカスの微振動は、インク吐出前に十分に行われる必要がある。従って、ブラックインクを吐出するノズル列の側からインク吐出可能領域Ｅに入る態様では、当該ブラックインクを吐出するノズル列における微振動を十分に行うべく、従前と同様に、記録ヘッド４の走査開始時点を微振動信号の供給開始タイミングとすることが好ましい。しかしながら、カラーインクを吐出するノズル列の側からインク吐出可能領域Ｅに入る態様では、当該カラーインクを吐出するノズル列における微振動はブラックインクほどには必要でないため、記録ヘッド４の走査開始時点から少し遅れた時点を微振動信号の供給開始タイミングとすることができるのである。これにより、不必要な微振動制御のためのエネルギーを節約できる。

例えば、ブラックインクを吐出するノズルについては、インク吐出可能領域Ｅに入る前に、１００画素に相当する時間（または回数）だけ微振動信号が供給されることが好ましい。一方、他のカラーインクを吐出するノズルについては、インク吐出可能領域Ｅに入る前に、５０画素に相当する時間（または回数）だけ微振動信号が供給されれば足りる。この場合において、記録ヘッド４の待機位置（走査開始位置）がインク吐出可能領域Ｅから１００画素分だけ離れた位置に設定されているとすれば、前記のように、ブラックインクを吐出するノズル列の側からインク吐出可能領域Ｅに入る態様では、当該ブラックインクを吐出するノズル列における微振動を十分に行うべく、記録ヘッド４の走査開始時点を微振動信号の供給開始タイミングとすることが好ましく、カラーインクを吐出するノズル列の側からインク吐出可能領域Ｅに入る態様では、当該カラーインクを吐出するノズル列における微振動はブラックインクほどには必要でないため、記録ヘッド４の走査開始時点から４０画素分だけ遅れた時点を微振動信号の供給開始タイミングとすることができるのである（４０＝１００−ｍａｘ（１００−４０、５０））。この場合、インク吐出可能領域Ｅに入る前に、ブラックインクを吐出するノズル列は１００画素分、カラーインクを吐出するノズル列は６０画素分（＞５０）、微振動制御が行われる。

なお、この駆動信号発生回路３６は、ロジック回路によって構成することもできるし、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等によって構成した制御回路によって構成することもできる。

制御部１１は、ＲＯＭ３４に記憶された制御プログラムに従って各種の制御を行う。例えば、受信バッファ内の印刷データを読み出すと共にこの印刷データを変換して中間コードデータとし、当該中間コードデータを中間バッファに記憶させる。また、制御部１１は、中間バッファから読み出した中間コードデータを解析し、ＲＯＭ３４に記憶されているフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して、ドットパターンデータに展開（デコード）する。そして、制御部１１は、必要な装飾処理を施した後に、このドットパターンデータを出力バッファに記憶させる。

記録ヘッド４の１回の主走査により記録可能な１行分のドットパターンデータが得られたならば、当該１行分のドットパターンデータが、出力バッファから内部Ｉ／Ｆ３７を通じて順次記録ヘッド４の電気駆動系３９に出力され、キャリッジ５が走査されて１行分の印刷が行われる。出力バッファから１行分のドットパターンデータが出力されると、展開済みの中間コードデータが中間バッファから消去され、次の中間コードデータについての展開処理が行われる。

さらに、制御部１１は、記録ヘッド４による記録動作に先立ってなされるメンテナンス動作（回復動作）を制御する。

プリントエンジン３１は、紙送り機構としての紙送りモータ１３と、ヘッド走査機構としてのパルスモータ７と、記録ヘッド４の電気駆動系３９と、を含んで構成してある。

次に、記録ヘッド４の電気駆動系３９について説明する。電気駆動系３９は、図４に示すように、順に電気的に接続されたデコータ５０、シフトレジスタ回路４０、ラッチ回路４１、レベルシフタ回路４２、スイッチ回路４３及び圧電振動子２１を備えている。これらのデコータ５０、シフトレジスタ回路４０、ラッチ回路４１、レベルシフタ回路４２、スイッチ回路４３及び圧電振動子２１は、それぞれ、記録ヘッド４の各ノズル開口１７毎に設けられている。

この電気駆動系３９では、スイッチ回路４３に加わるパルス選択データ（ＳＰデータ）が「１」の場合、スイッチ回路４３は接続状態となって駆動信号中のパルス波形が圧電振動子２１に直接印加され、各圧電振動子２１は駆動信号中の当該パルス波形に応じて変形する。一方、スイッチ回路４３に加わるパルス選択データが「０」の場合、スイッチ回路４３は非接続状態となって圧電振動子２１への駆動信号の供給が遮断される。

このように、パルス選択データに基づいて、各圧電振動子２１に対して駆動信号を選択的に供給できる。このため、与えられるパルス選択データ次第で、ノズル開口１７からインク滴を吐出させたり、メニスカスを微振動させたりすることができる。

例えば、図６に示す例では、吐出駆動信号を、第１パルス部６１、第２パルス部６２、第３パルス部６３に分割し、第１パルス部６１と第２パルス部６２とを連結して小ドット駆動パルスを生成し、第２パルス部６２により中ドット駆動パルスを生成し、第２パルス部６２と第３パルス部６３とを連結して大ドット駆動パルスを生成し、第１パルス部６１により印字中微振動信号を生成するようになっている。

ここで、小ドット駆動パルスは、小ドットを形成し得るインク滴を吐出させる駆動パルスであり、中ドット駆動パルスは、中ドットを形成し得るインク滴を吐出させる駆動パルスであり、大ドット駆動パルスは、大ドットを形成し得るインク滴を吐出させる駆動パルスであり、印字中微振動パルスは、インク滴を吐出しないノズル開口１７についてメニスカスを微振動させる駆動パルスである。

そして、印字中微振動信号を圧電振動子２１に供給すると、ノズル開口１７の開口縁付近の吐出側位置と、この吐出側位置よりも圧力発生室２２側の引き込み側位置との間で、メニスカスが微振動する。即ち、ノズル開口部分のインクが撹拌される。

この例では、印字データが３ビットのデータ１，Ｄ２，Ｄ３により構成され、各データをＤ１＝１，Ｄ２＝１，Ｄ３＝０に設定することで小ドット駆動パルスを生成し、各データをＤ１＝０，Ｄ２＝１，Ｄ３＝０に設定することで中ドット駆動パルスを生成し、各データをＤ１＝０，Ｄ２＝１，Ｄ３＝１に設定することで大ドット駆動パルスを生成し、各データをＤ１＝１，Ｄ２＝０，Ｄ３＝０と設定することで印字中微振動信号を生成するようになっている。

一方、微振信号発生部３６ｂからの微振動信号によりメニスカスを微振動させてインクを撹拌する場合には、この撹拌期間中に亘って、全ノズル開口１７の印字データに「１」をセットする。これにより、微振信号発生部３６ｂが発生した一連の微振動駆動信号が、そのまま圧電振動子２１に供給されて圧電振動子２１が変形し、メニスカスが微振動する。

微振動信号は、例えば図７に示すように、最低電位と中間電位との間で電位が切り替わる台形状のパルスを複数個一連に接続した信号によって構成され得る。このような微振動信号を供給すると、圧力発生室２１が僅かに膨張・収縮を繰り返し、印字中微振動時の場合と同様に、吐出側位置と引き込み側位置との間でメニスカスが微振動する。

そして、微振動信号を圧電振動子２１に供給する際には、全ノズル開口１７のデータを「１」とした微振動用の印字データＤＶをシフトレジスタ４０にセットし、その後、ラッチ信号を印加し、セットされた印字データＤＶをラッチしてスイッチ４３を接続状態にする。また、微振動信号の供給を止めるには、全ノズル開口１７のデータを「０」とした微振動停止用の印字データＤＶ’をシフトレジスタ４０にセットし、印字データＤＶ’をラッチしてスイッチ４３を非接続状態にする。

次に、上記した構成を有するプリンタの記録動作について説明する。このプリンタでは、インクの増粘を防止するために、記録ヘッド４の１回の主走査（１行の記録動作）に連動してメニスカスを適宜微振動させる。具体的には、記録ヘッド４（キャリッジ５）の加速期間中及び記録動作中の各状態で、メニスカスを微振動させる。

図８に示すように、制御部１１は、まず、ドットパターンデータ生成手段として機能し、１行分のドットパターンデータを生成する。即ち、中間バッファに記憶された中間コードデータを読み出し（Ｓ１）、この読み出した中間コードデータを、ＲＯＭ３４のフォントデータ及びグラフィック関数等に基づいてドットパターンデータに展開し（Ｓ２）、展開したドットパターンデータを出力バッファに格納する（Ｓ３）。そして、この展開作業を１行分のドットパターンが格納されるまで繰り返し実行する（Ｓ４）。

続いて制御部１１は、展開されたドットパターンデータを記録ヘッド４に転送する（Ｓ５）。このドットパターンデータの転送を契機にして、１行分の画像の記録動作が開始され、記録ヘッド８が主走査される。そして、この主走査に連動して、メニスカスを微振動させてインクを撹拌する微振動制御がなされる。なお、この微振動制御の実行時において、制御部１１は、微振動手段の一部として機能する。

具体的には、制御部１１が選択部３６ｃに制御信号を出力して、微振信号発生部３６ｃからの微振動信号を圧電振動子２１に供給可能な状態にする（Ｓ６）。そして、微振動用の印字データＤＶをシフトレジスタ４０にセットし、ラッチ信号を供給することにより、微振動信号の供給を開始する（Ｓ７）。

ここで、本実施の形態では、ブラックインクを吐出するノズル列の側からインク吐出可能領域Ｅに入る態様では、当該ブラックインクを吐出するノズル列における微振動を十分に行うべく、記録ヘッド４の走査開始時点を微振動信号の供給開始タイミングとして、微振動制御が実施される。一方、カラーインクを吐出するノズル列の側からインク吐出可能領域Ｅに入る態様では、当該カラーインクを吐出するノズル列における微振動はブラックインクほどには必要でないため、記録ヘッド４の走査開始時点から４０画素分だけ遅れた時点を微振動信号の供給開始タイミングとして、微振動制御が実施される。

続いて、制御部１１は、記録ヘッド４がインク吐出可能領域Ｅに到達する時点に合わせて、駆動信号発生回路３６の選択部３６ｃに制御信号を出力して、主信号発生部３６ａからの吐出駆動信号を供給可能な状態にする（Ｓ８）。これにより、吐出駆動信号が供給されて、記録紙１２上に画像が記録される（Ｓ９）。

この場合、図６で説明したように、ドットパターンデータに基づいて、小ドット駆動パルス、中ドット駆動パルス、大ドット駆動パルス、印字中微振動信号の何れかの駆動パルスが各圧電振動子２１に供給される。これらの駆動パルスが供給されることにより、各ノズル開口１７からは、小ドット、中ドットあるいは大ドットを形成し得るインク滴が吐出される。また、インク滴を吐出しないノズル開口１７については、印字中微振動信号が供給されることによりメニスカスの微振動がなされ、ノズル開口部分のインクが撹拌される。

このような制御により、インク滴の吐出は、その直前になされたメニスカスの微振動によりインク粘度が通常の粘度に戻った状態で行われる。このため、ある１行中の最初に吐出するインク滴についても、所定の方向に正確に飛翔させることができる。従って、吐出するインク滴の量を少なくし、インク粘度が上昇し易くなった場合でも、記録開始部分における画質の劣化を効果的に防止することができる。

また、本実施の形態では、カラーインクを吐出するノズル列の側からインク吐出可能領域Ｅに入る態様について、記録ヘッド４の走査開始時点から少し遅れた時点を微振動信号の供給開始タイミングとすることができる。これにより、不必要な微振動制御を行うことが回避され、エネルギー及びコストを抑制できる。

なお、更に、各ノズル列毎のインク吐出開始位置を考慮して微振動開始タイミングが決定されてもよい。

例えば前記実施の形態において、ブラックインクを吐出するノズル列のインク吐出開始位置とカラーインクを吐出するノズル列のインク吐出開始位置とが、いずれもインク吐出可能領域Ｅにおける２１画素目である場合には、ブラックインクを吐出するノズル列の側からインク吐出可能領域Ｅに入る態様についてもカラーインクを吐出するノズル列の側からインク吐出可能領域Ｅに入る態様についても、それぞれ微振動開始タイミングを（更に）２０画素分だけ遅らせることができる。微振動開始タイミング決定部３６ｄは、展開されたドットパターンデータ等に基づいて、そのように微振動信号の供給開始タイミングを決定してもよい。

ブラックインクを吐出するノズル列のインク吐出開始位置とカラーインクを吐出するノズル列のインク吐出開始位置とが異なる場合には、以下のような計算式によって求められる画素分だけ、微振動開始タイミングを遅らせることができる。すなわち、ブラックインクを吐出するノズル列の側からインク吐出可能領域Ｅに入る態様については、
１００−ｍａｘ（１００−ブラックインクのインク吐出開始位置，
（５０−４０）−カラーインクのインク吐出開始位置）
の画素分だけ微振動開始タイミングを遅らせることができ、カラーインクを吐出するノズル列の側からインク吐出可能領域Ｅに入る態様については、
１００−ｍａｘ（（１００−４０）−ブラックインクのインク吐出開始位置，
５０−カラーインクのインク吐出開始位置）
の画素分だけ微振動開始タイミングを遅らせることができる。微振動開始タイミング決定部３６ｄは、展開されたドットパターンデータ等に基づいて、そのように微振動信号の供給開始タイミングを決定してもよい。

以上の実施の形態では、ブラックインクを吐出するノズル列とカラーインクを吐出するノズル列とで、２列のノズル列が形成されている。しかしながら、ノズル列の配置はこれに限定されない。例えば、複数のノズル開口１７からなるノズル列が、図９に示すように、各インク色（ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）毎に形成されてもよい。

そして、各ノズル列の間隔がやはり２．８２２ｍｍで４０画素分に相当する場合、以下のような計算式によって求められる画素分だけ、微振動開始タイミングを遅らせることができる。すなわち、ブラックインクを吐出するノズル列の側からインク吐出可能領域Ｅに入る態様については、
１００−ｍａｘ（１００−ブラックインクのインク吐出開始位置，
（５０−４０）−シアンインクのインク吐出開始位置，
（５０−８０）−マゼンタインクのインク吐出開始位置，
（５０−１２０）−イエローインクのインク吐出開始位置）
の画素分だけ微振動開始タイミングを遅らせることができ、イエローインクを吐出するノズル列の側からインク吐出可能領域Ｅに入る態様については、
１００−ｍａｘ（（１００−１２０）−ブラックインクのインク吐出開始位置，
（５０−８０）−シアンインクのインク吐出開始位置，
（５０−４０）−マゼンタインクのインク吐出開始位置，
５０−イエローインクのインク吐出開始位置）
の画素分だけ微振動開始タイミングを遅らせることができる。微振動開始タイミング決定部３６ｄは、展開されたドットパターンデータ等に基づいて、そのように微振動信号の供給開始タイミングを決定してもよい。

より一般化して、待機位置におけるインク吐出可能領域Ｅ側のノズル列がインク吐出可能領域Ｅに入るまでの距離に相当する画素数がＧ、ブラックインクのノズル列とシアンクインクのノズル列との間隔に相当する画素数がｇ１、シアンインクのノズル列とマゼンタインクのノズル列との間隔に相当する画素数がｇ２、マゼンタインクのノズル列とイエローインクのノズル列との間隔に相当する画素数がｇ３とし、ブラックインクを吐出するノズルに必要な微振動制御の時間（または発数、回数）に対応する画素数がｎｂ、シアンインクを吐出するノズルに必要な微振動制御の時間に対応する画素数がｎｃ、マゼンタインクを吐出するノズルに必要な微振動制御の時間に対応する画素数がｎｍ、イエローインクを吐出するノズルに必要な微振動制御の時間に対応する画素数がｎｙとした時、以下のような計算式によって求められる画素分だけ、微振動開始タイミングを遅らせることができる。すなわち、ブラックインクを吐出するノズル列の側からインク吐出可能領域Ｅに入る態様については、
Ｇ−ｍａｘ（ｎｂ−ブラックインクのインク吐出開始位置，
（ｎｃ−ｇ１）−シアンインクのインク吐出開始位置，
（ｎｍ−ｇ１−ｇ２）−マゼンタインクのインク吐出開始位置，
（ｎｙ−ｇ１−ｇ２−ｇ３）−イエローインクのインク吐出開始位置）
の画素分だけ微振動開始タイミングを遅らせることができ、イエローインクを吐出するノズル列の側からインク吐出可能領域Ｅに入る態様については、
Ｇ−ｍａｘ（（ｎｂ−ｇ１−ｇ２−ｇ３）−ブラックインクのインク吐出開始位置，
（ｎｃ−ｇ２−ｇ３）−シアンインクのインク吐出開始位置，
（ｎｍ−ｇ３）−マゼンタインクのインク吐出開始位置，
ｎｙ−イエローインクのインク吐出開始位置）
の画素分だけ微振動開始タイミングを遅らせることができる。微振動開始タイミング決定部３６ｄは、展開されたドットパターンデータ等に基づいて、そのように微振動信号の供給開始タイミングを決定してもよい。

なお、記録ヘッド４の加減速がインク吐出可能領域Ｅ内で行われてもよい場合には、前記のように調整される微振動信号の供給開始タイミングに合わせて、記録ヘッド４の待機位置を変更する（記録ヘッド４の移動領域を変更する）ことも可能である。すなわち、前記実施の形態で遅らせることができると説明された微振動信号の供給開始タイミングの「遅らせ分」に相当する画素分だけ、記録ヘッド４の待機位置をインク吐出可能領域Ｅに近づけるということも可能である。これにより、記録ヘッド４の移動のエネルギー及びコストを抑制することができ、また、インクジェット式記録装置のより一層の高速駆動に貢献できる。なお、この場合には、微振動信号の供給開始タイミングは常に記録ヘッド４の走査開始タイミングと一致するということになる。

また、前記のたわみ振動モードの圧電振動子２１に代えて、いわゆる縦振動モードの圧電振動子を用いることも可能である。縦振動モードの圧電振動子は、充電による変形で圧力室を膨張させ、放電による変形で圧力室を収縮させる圧電振動子である。縦振動モードの圧電振動子を用いる場合、たわみ振動モードの圧電振動子２１を用いる場合と比較して、駆動信号の立ち上がりと立ち下がりとの関係が逆になる（正負が反転したものとなる）。

また、前記実施の形態において、液体噴射手段は圧電振動子として説明されているが、圧電振動子に限定されない。例えば、発熱素子によって圧力発生室内のインクをノズル開口から吐出させる場合などにも、本発明を適用できる。

さらに、図３で示した実施の形態では、ブラックインクのノズル開口の列の隣にマゼンダ、シアン、イエローといったカラーインクのノズル開口を同一列で示しているが、この形態において、液体噴射可能領域に対するノズル開口の各列毎の相対位置を考慮しつつ、さらに、各色のインクの増粘の特性の違いに応じて、同一列の中でも微振動信号の供給開始タイミングを変えてもよい。このことにより、印字前微振動動作の無駄を解消して、消費エネルギの抑制および印刷時間の短縮を可能とすることができる。

なお、前述のように、プリンタコントローラ３０はコンピュータシステムによって構成され得るが、コンピュータシステムに前記各要素を実現させるためのプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体２０１も、本件の保護対象である。

さらに、前記の各要素が、コンピュータシステム上で動作するＯＳ等のプログラムによって実現される場合、当該ＯＳ等のプログラムを制御する各種命令を含むプログラム及び当該プログラムを記録した記録媒体２０２も、本件の保護対象である。

ここで、記録媒体２０１、２０２とは、フレキシブルディスク等の単体として認識できるものの他、各種信号を伝搬させるネットワークをも含む。

なお、以上の説明はインクジェット式記録装置についてなされているが、本発明は、広く液体噴射装置全般を対象としたものである。液体の例としては、インクの他に、グルー、マニキュア、液体電極材料、生体有機物液体等が用いられ得る。更に、本発明は、液晶等の表示体におけるカラーフィルタの製造装置にも適用され得る。

本発明の一実施の形態のインクジェット式記録装置の概略斜視図である。 記録ヘッドの構成を説明するための図である。 ノズル列の配置例を示す図である。 記録ヘッドの電気的構成を示す概略ブロック図である。 インク吐出可能領域と微振動領域との関係を示す概略図である。 吐出駆動信号及び当該吐出駆動信号に基づいて生成される駆動パルスを説明する図である。 微振動駆動信号を説明する図である。 １行の記録動作を説明するフローチャートである。 ノズル列の他の配置例を示す図である。

符号の説明

１ インクジェット式プリンタ
２ａ 黒インクカートリッジ
２ｂ カラーインクカートリッジ
３ カートリッジホルダ部
４ 記録ヘッド
５ キャリッジ
６ ガイド部材
７ パルスモータ
８ 駆動プーリー
９ 逆転プーリー
１０ タイミングベルト
１１ 制御部
１２ 記録紙
１３ 紙送りモータ
１４ 紙送りローラ
１６ ノズルプレート
１７ ノズル開口
２０ インク室
２１ 圧電振動子
２２ 圧力発生室
２３ 供給側連通孔
２４ インク供給口
２５ 第１ノズル連通孔
２６ 第２ノズル連通孔
３０ プリンタコントローラ
３１ プリントエンジン
３２ 外部インターフェース
３３ ＲＡＭ
３４ ＲＯＭ
３５ 発振回路
３６ 駆動信号発生回路
３６ａ 主信号発生部
３６ｂ 微振信号発生部
３６ｃ 選択部
３６ｄ 微振動開始タイミング決定部
３７ 内部インターフェイス
３９ 記録ヘッドの電気駆動系
４０ シフトレジスタ回路
４１ ラッチ回路
４２ レベルシフタ回路
４３ スイッチ回路
５０ デコータ

Claims (13)

1. 複数列に配置された複数のノズル開口を有するヘッド部材と、
   選択されたノズル開口毎に前記ノズル開口部分の液体を噴射させる液体噴射手段と、
   前記ノズル開口部分の液体を微振動させる微振動手段と、
   前記微振動手段の微振動開始タイミングを決定する微振動開始タイミング決定手段と、
   を備え、
   前記微振動開始タイミング決定手段は、液体噴射可能領域に対する前記ノズル開口の各列毎の相対位置を考慮して、前記微振動手段の微振動開始タイミングを決定するようになっている
   ことを特徴とする液体噴射装置。
2. 各列に配置されたノズル開口は、同一の増粘特性を有する液体を使用するノズル開口である
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 各列に配置されたノズル開口は、同一色のインクを使用するノズル開口である
   ことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 複数列に配置された複数のノズル開口には、列毎に所定の微振動必要時間が設定されており、
   前記微振動開始タイミング決定手段は、各列毎の所定の微振動必要時間を考慮して、前記微振動手段の微振動開始タイミングを決定するようになっている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液体噴射装置。
5. 複数列に配置された複数のノズル開口には、列毎に所定の微振動必要回数が設定されており、
   前記微振動開始タイミング決定手段は、各列毎の所定の微振動必要回数を考慮して、前記微振動手段の微振動開始タイミングを決定するようになっている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液体噴射装置。
6. 前記微振動開始タイミング決定手段は、各列毎の液体噴射開始位置を考慮して、前記微振動手段の微振動開始タイミングを決定するようになっている
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液体噴射装置。
7. 前記ヘッド部材を液体被噴射媒体に対して相対的に走査させる走査機構が、前記微振動開始タイミング決定手段によって決定される前記微振動手段の微振動開始タイミングに基づいて、前記ヘッド部材の移動領域を決定するようになっている
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の液体噴射装置。
8. 複数列に配置された複数のノズル開口を有するヘッド部材と、
   選択されたノズル開口毎に前記ノズル開口部分の液体を噴射させる液体噴射手段と、
   を備えた液体噴射装置を制御するための装置であって、
   前記ノズル開口部分の液体を微振動させる微振動手段と、
   前記微振動手段の微振動開始タイミングを決定する微振動開始タイミング決定手段と、
   を備え、
   前記微振動開始タイミング決定手段は、前記液体噴射可能領域に対する前記ノズル開口の各列毎の相対位置を考慮して、前記微振動手段の微振動開始タイミングを決定するようになっている
   ことを特徴とする制御装置。
9. 複数列に配置された複数のノズル開口には、列毎に所定の微振動必要時間が設定されており、
   前記微振動開始タイミング決定手段は、各列毎の所定の微振動必要時間を考慮して、前記微振動手段の微振動開始タイミングを決定するようになっている
   ことを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
10. 複数列に配置された複数のノズル開口には、列毎に所定の微振動必要回数が設定されており、
    前記微振動開始タイミング決定手段は、各列毎の所定の微振動必要回数を考慮して、前記微振動手段の微振動開始タイミングを決定するようになっている
    ことを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
11. 前記微振動開始タイミング決定手段は、各列毎の液体噴射開始位置を考慮して、前記微振動手段の微振動開始タイミングを決定するようになっている
    ことを特徴とする請求項８または１０に記載の制御装置。
12. 少なくとも１台のコンピュータを含むコンピュータシステムによって実行されて、前記コンピュータシステムに請求項８乃至１１のいずれかに記載の制御装置を実現させるプログラム。
13. 少なくとも１台のコンピュータを含むコンピュータシステム上で動作する第２のプログラムを制御する命令が含まれており、
    前記コンピュータシステムによって実行されて、前記第２のプログラムを制御して、前記コンピュータシステムに請求項８乃至１１のいずれかに記載の制御装置を実現させるプログラム。

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