液体噴射装置、および、液体噴射装置の制御方法
【課題】ドット群間の境界部における筋等を抑制することが可能な液体噴射装置、および、その制御方法を提供する。
【解決手段】プリンターコントローラーは、第１のバンドＢ１と第２のバンドＢ２との境界部Ｂ′におけるインクの噴射において、当該境界部以外の範囲における噴射時よりも噴射周波数を低下させ、駆動信号生成部は、境界部におけるインクの噴射に使用する噴射パルスの駆動電圧を、当該境界部以外の範囲における噴射時の噴射パルスの駆動電圧よりも高く設定する。
【解決手段】プリンターコントローラーは、第１のバンドＢ１と第２のバンドＢ２との境界部Ｂ′におけるインクの噴射において、当該境界部以外の範囲における噴射時よりも噴射周波数を低下させ、駆動信号生成部は、境界部におけるインクの噴射に使用する噴射パルスの駆動電圧を、当該境界部以外の範囲における噴射時の噴射パルスの駆動電圧よりも高く設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録装置などの液体噴射装置、および、液体噴射装置の制御方法に関し、特に、駆動信号に含まれる噴射パルスを圧力発生手段を印加することにより当該圧力発生手段を駆動させ、ノズルに連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることでノズルから液体を噴射させる液体噴射装置、および、液体噴射装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置は噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の液体を噴射（噴射）する装置である。この液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。
【０００３】
上記のプリンターとしては、記録処理速度（印刷速度）を重視した記録・印刷方法として、「バンド記録」を行うものが提案されている。この「バンド記録」では、例えば、記録紙等の記録媒体（着弾対象）とインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッド）とを主走査方向に相対移動させながら、ノズル列を構成する各ノズルからインクを噴射して記録紙にドットを順次形成することにより、記録紙の副走査方向（ノズル列方向）に並べられた複数の、つまり、同時に噴射するノズルの数に相当する数の主走査ライン（ラスタライン）から成るドット群であるバンドを記録した後に、その記録済みの主走査ラインの分だけ記録ヘッドと記録紙とを副走査方向に相対的に移動させて、次のバンドを記録する、というバンド単位での記録動作が繰り返される。このバンド記録では、記録ヘッドの主走査方向への走査回数が少なくて済むので、記録処理速度を向上させることが可能となる。
【０００４】
ところが、このようなバンド記録では、ノズル群の端部に位置するノズルから噴射されるインクの飛翔曲がり、バンド端部でのインクの滲み、又は、記録媒体の搬送誤差等の要因により、バンドとバンドとの境界部、すなわち繋ぎ目で筋（他の部分よりも色が濃い部分もしくは色が薄い部分が線状に連なった部分）が生じやすい。このため、この境界部に相当する部分を複数回の走査で記録すると共に、この部分に対応するドットを追加または間引くことで、繋ぎ目を目立たなくさせるように構成されたものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０００９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の記録ヘッドでは、噴射周波数（同一のノズルから連続してインクを噴射させるときの周波数）に応じてノズルから噴射されるインクの量（重量または体積）が増減する特性がある。バンド間の境界部でドットを間引いてインクの噴射を行った場合、境界部以外の部分におけるインクの噴射時と比較してインクの噴射周波数が低下し、これに伴って、ノズルから噴射されるインクの量が減少する場合があった。これにより、ドットの大きさが繋ぎ目以外の部分のドットよりも小さくなり、境界部に却って筋や斑が生じるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ドット群間の境界部における筋等を抑制することが可能な液体噴射装置、および、その制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体噴射装置は、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズルが複数列設されて成るノズル群と、各ノズルに連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、を有し、当該圧力発生手段の駆動により前記ノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
前記圧力発生手段を駆動する駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象とを相対移動させる移動手段と、
前記液体噴射ヘッドによる液体の噴射を制御する制御手段と、を備え、
前記ノズル群の各ノズルから液体を噴射して着弾対象上に第１のドット群を形成し、当該第１のドット群の形成範囲に少なくとも一部が重なる範囲に第２のドット群を形成する液体噴射装置であって、
前記制御手段は、前記第１のドット群と前記第２のドット群との重複範囲における液体の噴射において、当該重複範囲以外の範囲における噴射時よりも噴射周波数を低下させ、
前記駆動パルス発生手段は、前記重複範囲における液体の噴射に使用する駆動パルスの駆動電圧を、当該重複範囲以外の範囲における噴射時の駆動パルスの駆動電圧よりも高く設定することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、重複範囲における液体の噴射に使用する駆動パルスの駆動電圧を、当該重複範囲以外の範囲における噴射時の駆動パルスの駆動電圧よりも高く設定することで、重複範囲では、噴射周波数の低下に伴う噴射液体の重量の低下が低減されるので、筋や斑が抑制される。
【００１０】
また、本発明の液体噴射装置の制御方法は、ノズルが複数列設されて成るノズル群と、各ノズルに連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、を有し、当該圧力発生手段の駆動により前記ノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
前記圧力発生手段を駆動する駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象とを相対移動させる移動手段と、
前記液体噴射ヘッドによる液体の噴射を制御する制御手段と、を備え、
前記ノズル群の各ノズルから液体を噴射して着弾対象上に第１のドット群を形成し、当該第１のドット群の形成範囲に少なくとも一部が重なる範囲に第２のドット群を形成する液体噴射装置の制御方法であって、
前記第１のドット群と前記第２のドット群との重複範囲における液体の噴射において、当該重複範囲以外の範囲における噴射時よりも噴射周波数を低下させ、且つ、前記重複範囲における液体の噴射に使用する駆動パルスの駆動電圧を、当該重複範囲以外の範囲における噴射時の駆動パルスの駆動電圧よりも高く設定することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】プリンターの構成を説明する斜視図である。
【図２】記録ヘッドの構成を説明する要部断面図である。
【図３】ノズルプレートの構成を説明する平面図である。
【図４】記録ヘッドの電気的構成を説明するブロック図である。
【図５】駆動信号の構成を説明する波形図である。
【図６】バンド記録について説明する模式図である。
【図７】周波数特性の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、インクジェット式記録装置（以下、プリンター）を例に挙げて説明する。
【００１３】
図１はプリンター１の構成を示す斜視図である。例示したプリンター１は、液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド２から、記録用紙、布、フィルム等の記録媒体（着弾対象）に向けて、液体の一種であるインクを噴射する。このプリンター１は、記録ヘッド２が取り付けられると共に、液体供給源の一種であるインクカートリッジ３が着脱可能に取り付けられるキャリッジ４と、記録動作時の記録ヘッド２の下方に配設されたプラテン５と、キャリッジ４を記録紙６（着弾対象の一種）の紙幅方向、即ち、主走査方向に往復移動させるキャリッジ移動機構７（移動手段の一種）と、主走査方向に直交する副走査方向に記録紙６を搬送する紙送り機構８（移動手段の一種）と、を備えて概略構成されている。
【００１４】
キャリッジ４は、主走査方向に架設されたガイドロッド９に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ移動機構７の作動により、ガイドロッド９に沿って主走査方向に移動するように構成されている。キャリッジ４の主走査方向の位置は、リニアエンコーダー１０によって検出され、その検出信号、即ち、エンコーダーパルス（位置情報の一種）がプリンターコントローラー３１の制御部３７（図４参照）に送信される。リニアエンコーダー１０は位置情報出力手段の一種であり、記録ヘッド２の走査位置に応じたエンコーダーパルスを、主走査方向における位置情報として出力する。このため、制御部３７は、受信したエンコーダーパルスに基づいてキャリッジ４に搭載された記録ヘッド２の走査位置を認識できる。即ち、例えば、受信したエンコーダーパルスをカウントすることで、キャリッジ４の位置を認識することができる。これにより、制御部３７はこのリニアエンコーダー１０からのエンコーダーパルスに基づいてキャリッジ４（記録ヘッド２）の走査位置を認識しながら、記録ヘッド２による記録動作を制御することができる。
【００１５】
キャリッジ４の移動範囲内における記録領域よりも外側の端部領域には、キャリッジの走査の基点となるホームポジションが設定されている。本実施形態におけるホームポジションには、記録ヘッド２のノズル形成面（ノズルプレート２１：図３参照）を封止するキャッピング部材１１と、ノズル形成面を払拭するためのワイパー部材１２とが配置されている。そして、プリンター１は、このホームポジションから反対側の端部へ向けてキャリッジ４が移動する往動時と、反対側の端部からホームポジション側にキャリッジ４が戻る復動時との双方向で記録紙６上に文字や画像等を記録する双方向記録を行う。
【００１６】
図２は、上記記録ヘッド２の構成を説明する要部断面図である。この記録ヘッド２は、ケース１３と、このケース１３内に収納される振動子ユニット１４と、ケース１３の底面（先端面）に接合される流路ユニット１５等を備えている。上記のケース１３は、例えば、エポキシ系樹脂により作製され、その内部には振動子ユニット１４を収納するための収納空部１６が形成されている。振動子ユニット１４は、圧力発生手段の一種として機能する圧電振動子１７と、この圧電振動子１７が接合される固定板１８と、圧電振動子１７に駆動信号等を供給するためのフレキシブルケーブル１９とを備えている。圧電振動子１７は、圧電体層と電極層とを交互に積層した圧電板を櫛歯状に切り分けることで作製された積層型であって、積層方向に直交する方向に伸縮可能な縦振動モードの圧電振動子１７である。
【００１７】
流路ユニット１５は、流路形成基板２０の一方の面にノズルプレート２１を、流路形成基板２０の他方の面に振動板２２をそれぞれ接合して構成されている。この流路ユニット１５には、リザーバー２３（共通液室）と、インク供給口２４と、圧力室２５と、ノズル連通口２６と、ノズル２７とを設けている。そして、インク供給口２４から圧力室２５及びノズル連通口２６を経てノズル２７に至る一連のインク流路が、ノズル２７毎に対応して形成されている。
【００１８】
図３は、ノズルプレート２１の構成を説明する平面図である。なお、各ノズル２７には、それぞれを区別するために模式的に通し番号（＃１〜＃３６０）を付してある。本実施例におけるノズルプレート２１は、インクを噴射するノズル２７が、記録紙２の搬送方向Ｔと平行に３６０個が並ぶノズル列（ノズル群の一種）を構成している。本実施形態におけるノズル列は、ノズル２７が例えば３６０ｄｐｉの形成ピッチで開設されている。上記各ノズル群を用いたバンド記録の詳細については後述する。なお、図３では、ノズル列が１列のみ図示されているが、これには限られず、記録ヘッド２が噴射可能なインクの種類に応じた数のノズル列がノズルプレート２１に形成される。また、１つのノズル列を構成するノズル２７の数に関しても図３に例示したものには限られない。
【００１９】
上記振動板２２は、支持板２８の表面に弾性体膜２９を積層した二重構造である。本実施形態では、金属板の一種であるステンレス板を支持板２８とし、この支持板２８の表面に樹脂フィルムを弾性体膜２９としてラミネートした複合板材を用いて振動板２２を作製している。この振動板２２には、圧力室２５の容積を変化させるダイヤフラム部３０が設けられている。また、この振動板２２には、リザーバー２３の一部を封止するコンプライアンス部３１が設けられている。
【００２０】
上記のダイヤフラム部３０は、エッチング加工等によって支持板２８を部分的に除去することで作製される。即ち、このダイヤフラム部３０は、圧電振動子１７の先端面が接合される島部３２と、この島部３２の周囲の支持板２８を除去して形成された薄肉弾性部とからなる。上記のコンプライアンス部３１は、リザーバー２３の開口面に対向する領域の支持板２８を、ダイヤフラム部３０と同様にエッチング加工等によって除去することにより作製され、リザーバー２３に貯留された液体の圧力変動を吸収するダンパーとして機能する。
【００２１】
そして、上記の島部３２には圧電振動子１７の先端面が接合されており、この圧電振動子１７の自由端部を伸縮させることで圧力室２５の容積を変動させることができる。この容積変動に伴って圧力室２５内のインクに圧力変動が生じる。そして、記録ヘッド２は、この圧力変動を利用してノズル２７からインクを噴射させる。
【００２２】
次に、プリンター１の電気的構成を説明する。
図４は、プリンター１の電気的な構成を説明するブロック図である。外部装置３５は、例えばコンピューターやデジタルカメラなどの画像を取り扱う電子機器である。この外部装置３５は、プリンター１と通信可能に接続されており、プリンター１において記録紙等の記録媒体に画像やテキストを印刷させるため、その画像等に応じた印刷データをプリンター１に送信する。
【００２３】
本実施形態におけるプリンター１は、紙送り機構８、キャリッジ移動機構７、リニアエンコーダー１０、記録ヘッド２、及び、プリンターコントローラー３６を有する。
【００２４】
プリンターコントローラー３６は、本発明における制御手段の一種であり、プリンターの各部の制御を行う制御ユニットである。プリンターコントローラー３６は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部３７と、ＣＰＵ３８と、記憶部３９と、駆動信号生成部４０と、を有する。インターフェース部３７は、外部装置３５からプリンター１へ印刷データや印刷命令を送ったり、外部装置３５がプリンター１の状態情報を受け取ったりする等プリンターの状態データの送受信を行う。ＣＰＵ３８は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置である。記憶部３９は、ＣＰＵ３８のプログラムや各種制御に用いられるデータを記憶する素子であり、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ（不揮発性記憶素子）を含む。ＣＰＵ３８は、記憶部３９に記憶されているプログラムに従って、各ユニットを制御する。
【００２５】
ＣＰＵ３８は、リニアエンコーダー１０から出力されるエンコーダーパルスＥＰからタイミングパルスＰＴＳを生成するタイミングパルス生成手段として機能する。そして、ＣＰＵ３８は、このタイミングパルスＰＴＳに同期させて印刷データの転送や、駆動信号生成部４０による駆動信号ＣＯＭの生成等を制御する。また、ＣＰＵ３８は、タイミングパルスＰＴＳに基づいて、ラッチ信号ＬＡＴ等のタイミング信号を生成して記録ヘッド２のヘッド制御部５３に出力する。ヘッド制御部５３は、プリンターコントローラー３６からのヘッド制御信号（印刷データおよびタイミング信号）に基づき、記録ヘッド２の圧電振動子１７に対する駆動信号ＣＯＭの噴射パルスＰＳ（図５参照）の印加制御等を行う。
【００２６】
駆動信号生成部４０は、本発明における駆動パルス発生手段として機能する部分であり、駆動信号の波形に関する波形データに基づいて、アナログの電圧信号を生成する。また、駆動信号生成部４０は、上記の電圧信号を増幅して駆動信号ＣＯＭを生成する。この駆動信号ＣＯＭは、記録媒体に対する印刷処理（記録処理或いは噴射処理）時に記録ヘッド２の圧力発生部である圧電振動子１７に印加されるものであり、繰り返し周期である単位期間内に、例えば図５に示す噴射パルスＰＳを少なくとも１つ以上含む一連の信号である。ここで、噴射パルスＰＳとは、本発明における駆動パルスに相当し、記録ヘッド２のノズル２７から液滴状のインクを噴射させるべく圧電振動子１７に所定の動作を行わせるものである。
【００２７】
図５は、駆動信号生成部４０によって生成される駆動信号ＣＯＭに含まれる噴射パルスＰＳの波形例を説明する図である。駆動信号ＣＯＭは、繰り返し周期である単位期間ごとに駆動信号生成部４０から繰り返し生成される。単位期間は、記録紙６に印刷する画像等の１画素分に対応する距離だけノズル２７が移動する間の期間に対応する。例えば、印刷解像度が７２０ｄｐｉの場合、単位期間Ｔは、ノズル２７が記録紙６に対して１／７２０インチ移動するための期間に相当する。そして、この単位期間内には、噴射パルスＰＳが発生する期間Ｔｐが少なくとも１つ以上含まれている。即ち、駆動信号ＣＯＭには、噴射パルスＰＳが少なくとも１つ以上含まれている。なお、噴射パルスＰＳの形状は例示したものには限られず、ノズル２７から噴射するインクの量等に応じて種々の波形のものが採用される。
【００２８】
図５（ａ）において、噴射パルスＰＳの波形の各点における座標ｅ０〜ｅ７が示されている。駆動信号ＣＯＭが生成される際、プリンターコントローラー３６からは、このような駆動信号の波形に関し（時間、電圧）を規定する座標データが送られる。即ち、座標データにおけるＸは、ｅ０を原点（基準点）としたときの時間（経過時間）を示し、Ｙはその時間での電圧（電位）を示している。駆動信号生成部４０は、送られた座標データに基づいて座標点間を補間し、各座標データの座標がつなぎ合わされた波形の駆動信号を生成する。つまり、プリンターコントローラー３６から送られる各座標データが変化させられると、これに応じて噴射パルスの波形も変化する。なお、実際の噴射パルスＰＳにおいて、隣り合う座標点に相当する部分を互いに結んだ部分を波形要素とも言う。
【００２９】
例えば、噴射パルスＰＳの振幅を大きくしたいときには、例えば、ｅ２における電圧Ｙ２及びｅ３における電圧Ｙ３の値を高くし、ｅ４における電圧Ｙ４及びｅ５における電圧Ｙ５の値を低くする。このようにすることで、噴射パルスＰＳの振幅が大きくなるので、印加される圧電振動子１７の変位はより大きなものとなる。また、噴射パルスＰＳの振幅を小さくしたいときには、例えば、ｅ２における電圧Ｙ２及びｅ３における電圧Ｙ３の値を低くし、ｅ４における電圧Ｙ４及びｅ５における電圧Ｙ５の値を高くする。このようにすることで、噴射パルスの振幅が小さくなるので、印加される圧電振動子１７の変位はより小さなものとなる。そして、このようにＸ，Ｙを設定することで、所望の噴射パルスＰＳを生成することができる。また、電圧を変えることなく電位変化（波形要素）の傾きを変えることもできる。例えば、ｅ１における時間Ｘ１の値を大きく（すなわち、時間を長く）したり、ｅ４における時間Ｘ４の値を小さく（すなわち、時間を短く）したりすることで、電位変化の傾きを急峻にすることができる。これにより、印加される圧電振動子１７の変位がより急激になる。逆に、ｅ１における時間Ｘ１の値を小さくしたり、ｅ４における時間Ｘ４の値を大きくしたりすることで、電位変化の傾きを緩やかにすることができる。これにより、印加される圧電振動子１７の変位がより緩やかになる。
【００３０】
次に、上記のように構成されたプリンター１におけるバンド記録について説明する。バンド記録では、記録紙６に対し、主走査方向に列設された複数のドットから成る主走査ライン（ラスタライン）を副走査方向に複数並べて形成してバンド（ドット群の一種）を記録し、このバンド単位で画像等を印刷する。
【００３１】
図６は、記録紙６に記録された第１のバンドＢ１（第１のドット群に相当）および第２のバンドＢ２（第２のドット群に相当）の境界部分（バンド間の繋ぎ目部分）の近傍を拡大して示した模式図である。図６では、１番から３６０番までの全てのノズル２７を用いて一回の主走査により１つのバンドＢを記録する例を示す。同図では、説明の便宜上、主走査ライン毎に、当該主走査ラインを記録するノズル２７およびその番号が図示されている。なお、各バンドを区別する目的で各バンドの形成範囲をそれぞれ異なるハッチングで示しているが、ハッチングの濃さは当該バンドにおける色の濃さを示すものではない。
【００３２】
本実施形態においては、例えば、ノズル列を構成する各ノズル２７に対応する圧電素子１７に対して上記の噴射パルスＰＳを印加して各ノズル２７から記録紙６に向けてインクを噴射させる。これにより、各々の着弾領域にインクを着弾させてドットを形成し、このドットを主走査方向に複数列設することでノズル２７毎に主走査ラインをそれぞれ形成する。そして、副走査方向に連続的に並ぶ３６０本の主走査ラインにより１つのバンドＢが構成される。第１のバンドＢ１は、記録ヘッド２の往動時に形成されるバンドであり、第２のバンドＢ２は、記録ヘッド２の復動時に形成されるバンドである。本実施形態では、第１のバンドＢ１において３５８番から３６０番までのノズル２７に対応する範囲（第２のバンドＢ２側の端部）と、第２のバンドＢ２において１番から３番までのノズル２７に対応する範囲（第１のバンドＢ１側の端部）とが重なるように記録が行われる。この重なった範囲が境界部（本発明における重複範囲）Ｂ′である。
【００３３】
具体的には、往動時（往路）における記録では、上記の噴射パルスＰＳが、ノズル列を構成する１番ノズルから３６５番ノズルの計３６０個のノズル２７にそれぞれ対応する圧電振動子１７に印加されることで、各ノズル２７からそれぞれ規定量のインクが噴射される。このインクが記録紙６の着弾領域に着弾してドットが形成され、このドットがマトリクス状に並ぶことで第１のバンドＢ１が記録される。第１のバンドＢ１が記録されたならば、紙送り機構８によって記録紙６が副走査方向に送られ、次のバンドＢ２が記録される。この際、図６の例では、３５７ライン分だけ記録紙６の副走査が行われた後、第１のバンドＢ１の副走査方向下流側に連続して次の第２のバンドＢ２が記録される。つまり、記録済みの第１のバンドＢ１の３５８番の主走査ラインから３６０番の主走査ライン（３５８番から３６０番の各ノズル２７によって記録された主走査ライン）に対して、次の第２のバンドＢ２の１番の主走査ラインから３番の主走査ライン（１番から３番の各ノズル２７によって記録される主走査ライン）が重なる状態で、第２のバンドＢ２の記録が行われる。これにより、本実施形態においては、主走査ライン３つ分だけ隣接バンド同士が重なる境界部Ｂ′が生じる。なお、この境界部Ｂ′の幅（主走査ライン数）は、例示したものに限られるものではなく、記録される画像や仕様等に応じて増減されるものである。また、境界部Ｂ′を形成する際の記録ヘッド２の走査回数は２回に限られず、３回以上の走査で形成される場合もある。
【００３４】
本実施形態における境界部Ｂ′では、往動時と復動時の２回に分けて画像等の記録が行われるので、印刷データに基づいてドットの間引き処理が行われる。すなわち、例えば、仮に１回の走査で境界部Ｂ′が記録されるときのドットの形成数を１００％としたとき、往復で記録する場合には、往路で５０％、復路で５０％、或いは、往路で３０％、復路で７０％のようにドット形成数が設定される。このようにドットを間引くことにより、境界部Ｂ′の記録を行うノズル２７では、境界部Ｂ′以外の部分を記録するノズル２７と比較してインクの噴射周波数が低下する。
【００３５】
ここで、図７は、インクの噴射周波数（ｋＨｚ）と、ノズル２７から噴射されるインクの重量（ｎｇ）との関係（インク重量についての周波数特性）を示すグラフである。このグラフは、所定範囲の噴射周波数でそれぞれインクを噴射したときの一滴当たりのインク重量の測定結果をプロットしたものである。同図に示すように、所定のノズル２７におけるインクの噴射周波数を変化させると、これに伴って当該ノズル２７から噴射されるインクの重量が増減することが判る。これは、ノズル２７におけるメニスカスの振動状態に起因するものである。
【００３６】
ここでは、１５ｋＨｚ以上を高周波数領域とし、１５ｋＨｚ未満を低周波数領域とする。本実施形態では、境界部Ｂ′以外の部分を記録する際には、インクの噴射周波数が３０ｋＨｚに設定される。高周波数領域では、先のインクの噴射時から次のインクの噴射時までの時間が短いので、噴射直後における圧力室２５内のインク（特に、メニスカス）の振動が十分に収束する前に次の噴射が行われることになり、残留振動の位相にもよるが、１滴当たりのインク重量が概ね増加する傾向となる。図７の例では、３０ｋＨｚのときのインク重量が１２．７ｎｇとなっている。これに対して、境界部Ｂ′を記録する際に、低周波数領域、例えば、インクの噴射周波数が１０ｋＨｚに設定された場合、先のインクの噴射時から次のインクの噴射時までの時間が、高周波数領域と比較して長くなる。この場合、噴射直後における圧力室２５内のインクの振動がある程度収束した状態で次の噴射が行われることになり、残留振動の位相にもよるが、１滴当たりのインク重量が概ね減少する傾向となる。図７の例では、１０ｋＨｚのときのインク重量が１０．３ｎｇであり、高周波領域の場合と比較して２．４ｎｇ減少している。
【００３７】
記録ヘッド２にこのような周波数特性があることに鑑み、本発明に係るプリンター１では、境界部Ｂ′を記録するノズル２７のうち、噴射周波数の低下に伴ってインク重量が減少するノズル２７に関し、当該ノズル２７に対応する圧電振動子１７を駆動する噴射パルスＰＳが補正される。具体的には、噴射パルスＰＳの駆動電圧が、境界部Ｂ′以外の範囲における噴射時の噴射パルスＰＳの駆動電圧よりも高く設定される。この駆動電圧は、上記の周波数特性に応じて定められる。すなわち、目標とするインク重量が、噴射周波数３０〔ｋＨｚ〕のときの重量（１００％）であるとすると、噴射周波数１０〔ｋＨｚ〕のときのインク重量（駆動電圧未補正時）は８１％であるため、１００％のインク重量が得られるように駆動電圧が高められる。なお、駆動電圧を高めることにより、これに伴って電圧が変化する部分である波形要素の傾きも補正前と比較して急峻となる。
このように境界部Ｂ′の記録に用いられる噴射パルスＰＳの駆動電圧を補正することで、境界部Ｂ′では、噴射周波数の低下に伴うインク重量が目標とする値から低下することが低減されるので、筋や斑が抑制される。その結果、記録画像等の画質の低下を防止することが可能となる。
【００３８】
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【００３９】
例えば、噴射パルスＰＳの波形に関し、図５に例示したものには限られず、種々の波形の噴射パルスを採用することができる。
また、境界部Ｂ′の記録に用いられる噴射パルスＰＳの補正に関し、上記実施形態では、電圧を高める補正を例示したが、これには限られず、例えば、電圧を変えることなく波形要素（電圧が経時変化する部分）の傾きを急峻にすることで、インク重量の低下分を補正する構成を採用することも可能である。
さらに、上記実施形態では、圧力発生手段として、所謂縦振動型の圧電振動子１７を例示したが、これには限られず、例えば、所謂撓み振動型の圧電振動子を採用することも可能である。この場合、例示した駆動信号（噴射パルス）の波形に関し、電位の変化方向、つまり上下が反転した波形となる。
【００４０】
そして、本発明は、噴射パルスを用いて液体の噴射制御が可能な液体噴射装置であれば、プリンターに限らず、プロッター、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置や、記録装置以外の液体噴射装置、例えば、ディスプレイ製造装置、電極製造装置、チップ製造装置等にも適用することができる。そして、ディスプレイ製造装置では、色材噴射ヘッドからＲ（Ｒｅｄ）・Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）・Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各色材の溶液を噴射する。また、電極製造装置では、電極材噴射ヘッドから液状の電極材料を噴射する。チップ製造装置では、生体有機物噴射ヘッドから生体有機物の溶液を噴射する。
【符号の説明】
【００４１】
１…プリンター，２…記録ヘッド，６…記録紙，７…キャリッジ移動機構，８…紙送り機構，１７…圧力室，１７…圧電振動子，２１…ノズルプレート，２５…圧力室，２７…ノズル，３６…プリンターコントローラー，４０…駆動信号生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録装置などの液体噴射装置、および、液体噴射装置の制御方法に関し、特に、駆動信号に含まれる噴射パルスを圧力発生手段を印加することにより当該圧力発生手段を駆動させ、ノズルに連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることでノズルから液体を噴射させる液体噴射装置、および、液体噴射装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置は噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の液体を噴射（噴射）する装置である。この液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。
【０００３】
上記のプリンターとしては、記録処理速度（印刷速度）を重視した記録・印刷方法として、「バンド記録」を行うものが提案されている。この「バンド記録」では、例えば、記録紙等の記録媒体（着弾対象）とインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッド）とを主走査方向に相対移動させながら、ノズル列を構成する各ノズルからインクを噴射して記録紙にドットを順次形成することにより、記録紙の副走査方向（ノズル列方向）に並べられた複数の、つまり、同時に噴射するノズルの数に相当する数の主走査ライン（ラスタライン）から成るドット群であるバンドを記録した後に、その記録済みの主走査ラインの分だけ記録ヘッドと記録紙とを副走査方向に相対的に移動させて、次のバンドを記録する、というバンド単位での記録動作が繰り返される。このバンド記録では、記録ヘッドの主走査方向への走査回数が少なくて済むので、記録処理速度を向上させることが可能となる。
【０００４】
ところが、このようなバンド記録では、ノズル群の端部に位置するノズルから噴射されるインクの飛翔曲がり、バンド端部でのインクの滲み、又は、記録媒体の搬送誤差等の要因により、バンドとバンドとの境界部、すなわち繋ぎ目で筋（他の部分よりも色が濃い部分もしくは色が薄い部分が線状に連なった部分）が生じやすい。このため、この境界部に相当する部分を複数回の走査で記録すると共に、この部分に対応するドットを追加または間引くことで、繋ぎ目を目立たなくさせるように構成されたものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０００９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の記録ヘッドでは、噴射周波数（同一のノズルから連続してインクを噴射させるときの周波数）に応じてノズルから噴射されるインクの量（重量または体積）が増減する特性がある。バンド間の境界部でドットを間引いてインクの噴射を行った場合、境界部以外の部分におけるインクの噴射時と比較してインクの噴射周波数が低下し、これに伴って、ノズルから噴射されるインクの量が減少する場合があった。これにより、ドットの大きさが繋ぎ目以外の部分のドットよりも小さくなり、境界部に却って筋や斑が生じるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ドット群間の境界部における筋等を抑制することが可能な液体噴射装置、および、その制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体噴射装置は、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズルが複数列設されて成るノズル群と、各ノズルに連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、を有し、当該圧力発生手段の駆動により前記ノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
前記圧力発生手段を駆動する駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象とを相対移動させる移動手段と、
前記液体噴射ヘッドによる液体の噴射を制御する制御手段と、を備え、
前記ノズル群の各ノズルから液体を噴射して着弾対象上に第１のドット群を形成し、当該第１のドット群の形成範囲に少なくとも一部が重なる範囲に第２のドット群を形成する液体噴射装置であって、
前記制御手段は、前記第１のドット群と前記第２のドット群との重複範囲における液体の噴射において、当該重複範囲以外の範囲における噴射時よりも噴射周波数を低下させ、
前記駆動パルス発生手段は、前記重複範囲における液体の噴射に使用する駆動パルスの駆動電圧を、当該重複範囲以外の範囲における噴射時の駆動パルスの駆動電圧よりも高く設定することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、重複範囲における液体の噴射に使用する駆動パルスの駆動電圧を、当該重複範囲以外の範囲における噴射時の駆動パルスの駆動電圧よりも高く設定することで、重複範囲では、噴射周波数の低下に伴う噴射液体の重量の低下が低減されるので、筋や斑が抑制される。
【００１０】
また、本発明の液体噴射装置の制御方法は、ノズルが複数列設されて成るノズル群と、各ノズルに連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、を有し、当該圧力発生手段の駆動により前記ノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
前記圧力発生手段を駆動する駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象とを相対移動させる移動手段と、
前記液体噴射ヘッドによる液体の噴射を制御する制御手段と、を備え、
前記ノズル群の各ノズルから液体を噴射して着弾対象上に第１のドット群を形成し、当該第１のドット群の形成範囲に少なくとも一部が重なる範囲に第２のドット群を形成する液体噴射装置の制御方法であって、
前記第１のドット群と前記第２のドット群との重複範囲における液体の噴射において、当該重複範囲以外の範囲における噴射時よりも噴射周波数を低下させ、且つ、前記重複範囲における液体の噴射に使用する駆動パルスの駆動電圧を、当該重複範囲以外の範囲における噴射時の駆動パルスの駆動電圧よりも高く設定することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】プリンターの構成を説明する斜視図である。
【図２】記録ヘッドの構成を説明する要部断面図である。
【図３】ノズルプレートの構成を説明する平面図である。
【図４】記録ヘッドの電気的構成を説明するブロック図である。
【図５】駆動信号の構成を説明する波形図である。
【図６】バンド記録について説明する模式図である。
【図７】周波数特性の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、インクジェット式記録装置（以下、プリンター）を例に挙げて説明する。
【００１３】
図１はプリンター１の構成を示す斜視図である。例示したプリンター１は、液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド２から、記録用紙、布、フィルム等の記録媒体（着弾対象）に向けて、液体の一種であるインクを噴射する。このプリンター１は、記録ヘッド２が取り付けられると共に、液体供給源の一種であるインクカートリッジ３が着脱可能に取り付けられるキャリッジ４と、記録動作時の記録ヘッド２の下方に配設されたプラテン５と、キャリッジ４を記録紙６（着弾対象の一種）の紙幅方向、即ち、主走査方向に往復移動させるキャリッジ移動機構７（移動手段の一種）と、主走査方向に直交する副走査方向に記録紙６を搬送する紙送り機構８（移動手段の一種）と、を備えて概略構成されている。
【００１４】
キャリッジ４は、主走査方向に架設されたガイドロッド９に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ移動機構７の作動により、ガイドロッド９に沿って主走査方向に移動するように構成されている。キャリッジ４の主走査方向の位置は、リニアエンコーダー１０によって検出され、その検出信号、即ち、エンコーダーパルス（位置情報の一種）がプリンターコントローラー３１の制御部３７（図４参照）に送信される。リニアエンコーダー１０は位置情報出力手段の一種であり、記録ヘッド２の走査位置に応じたエンコーダーパルスを、主走査方向における位置情報として出力する。このため、制御部３７は、受信したエンコーダーパルスに基づいてキャリッジ４に搭載された記録ヘッド２の走査位置を認識できる。即ち、例えば、受信したエンコーダーパルスをカウントすることで、キャリッジ４の位置を認識することができる。これにより、制御部３７はこのリニアエンコーダー１０からのエンコーダーパルスに基づいてキャリッジ４（記録ヘッド２）の走査位置を認識しながら、記録ヘッド２による記録動作を制御することができる。
【００１５】
キャリッジ４の移動範囲内における記録領域よりも外側の端部領域には、キャリッジの走査の基点となるホームポジションが設定されている。本実施形態におけるホームポジションには、記録ヘッド２のノズル形成面（ノズルプレート２１：図３参照）を封止するキャッピング部材１１と、ノズル形成面を払拭するためのワイパー部材１２とが配置されている。そして、プリンター１は、このホームポジションから反対側の端部へ向けてキャリッジ４が移動する往動時と、反対側の端部からホームポジション側にキャリッジ４が戻る復動時との双方向で記録紙６上に文字や画像等を記録する双方向記録を行う。
【００１６】
図２は、上記記録ヘッド２の構成を説明する要部断面図である。この記録ヘッド２は、ケース１３と、このケース１３内に収納される振動子ユニット１４と、ケース１３の底面（先端面）に接合される流路ユニット１５等を備えている。上記のケース１３は、例えば、エポキシ系樹脂により作製され、その内部には振動子ユニット１４を収納するための収納空部１６が形成されている。振動子ユニット１４は、圧力発生手段の一種として機能する圧電振動子１７と、この圧電振動子１７が接合される固定板１８と、圧電振動子１７に駆動信号等を供給するためのフレキシブルケーブル１９とを備えている。圧電振動子１７は、圧電体層と電極層とを交互に積層した圧電板を櫛歯状に切り分けることで作製された積層型であって、積層方向に直交する方向に伸縮可能な縦振動モードの圧電振動子１７である。
【００１７】
流路ユニット１５は、流路形成基板２０の一方の面にノズルプレート２１を、流路形成基板２０の他方の面に振動板２２をそれぞれ接合して構成されている。この流路ユニット１５には、リザーバー２３（共通液室）と、インク供給口２４と、圧力室２５と、ノズル連通口２６と、ノズル２７とを設けている。そして、インク供給口２４から圧力室２５及びノズル連通口２６を経てノズル２７に至る一連のインク流路が、ノズル２７毎に対応して形成されている。
【００１８】
図３は、ノズルプレート２１の構成を説明する平面図である。なお、各ノズル２７には、それぞれを区別するために模式的に通し番号（＃１〜＃３６０）を付してある。本実施例におけるノズルプレート２１は、インクを噴射するノズル２７が、記録紙２の搬送方向Ｔと平行に３６０個が並ぶノズル列（ノズル群の一種）を構成している。本実施形態におけるノズル列は、ノズル２７が例えば３６０ｄｐｉの形成ピッチで開設されている。上記各ノズル群を用いたバンド記録の詳細については後述する。なお、図３では、ノズル列が１列のみ図示されているが、これには限られず、記録ヘッド２が噴射可能なインクの種類に応じた数のノズル列がノズルプレート２１に形成される。また、１つのノズル列を構成するノズル２７の数に関しても図３に例示したものには限られない。
【００１９】
上記振動板２２は、支持板２８の表面に弾性体膜２９を積層した二重構造である。本実施形態では、金属板の一種であるステンレス板を支持板２８とし、この支持板２８の表面に樹脂フィルムを弾性体膜２９としてラミネートした複合板材を用いて振動板２２を作製している。この振動板２２には、圧力室２５の容積を変化させるダイヤフラム部３０が設けられている。また、この振動板２２には、リザーバー２３の一部を封止するコンプライアンス部３１が設けられている。
【００２０】
上記のダイヤフラム部３０は、エッチング加工等によって支持板２８を部分的に除去することで作製される。即ち、このダイヤフラム部３０は、圧電振動子１７の先端面が接合される島部３２と、この島部３２の周囲の支持板２８を除去して形成された薄肉弾性部とからなる。上記のコンプライアンス部３１は、リザーバー２３の開口面に対向する領域の支持板２８を、ダイヤフラム部３０と同様にエッチング加工等によって除去することにより作製され、リザーバー２３に貯留された液体の圧力変動を吸収するダンパーとして機能する。
【００２１】
そして、上記の島部３２には圧電振動子１７の先端面が接合されており、この圧電振動子１７の自由端部を伸縮させることで圧力室２５の容積を変動させることができる。この容積変動に伴って圧力室２５内のインクに圧力変動が生じる。そして、記録ヘッド２は、この圧力変動を利用してノズル２７からインクを噴射させる。
【００２２】
次に、プリンター１の電気的構成を説明する。
図４は、プリンター１の電気的な構成を説明するブロック図である。外部装置３５は、例えばコンピューターやデジタルカメラなどの画像を取り扱う電子機器である。この外部装置３５は、プリンター１と通信可能に接続されており、プリンター１において記録紙等の記録媒体に画像やテキストを印刷させるため、その画像等に応じた印刷データをプリンター１に送信する。
【００２３】
本実施形態におけるプリンター１は、紙送り機構８、キャリッジ移動機構７、リニアエンコーダー１０、記録ヘッド２、及び、プリンターコントローラー３６を有する。
【００２４】
プリンターコントローラー３６は、本発明における制御手段の一種であり、プリンターの各部の制御を行う制御ユニットである。プリンターコントローラー３６は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部３７と、ＣＰＵ３８と、記憶部３９と、駆動信号生成部４０と、を有する。インターフェース部３７は、外部装置３５からプリンター１へ印刷データや印刷命令を送ったり、外部装置３５がプリンター１の状態情報を受け取ったりする等プリンターの状態データの送受信を行う。ＣＰＵ３８は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置である。記憶部３９は、ＣＰＵ３８のプログラムや各種制御に用いられるデータを記憶する素子であり、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ（不揮発性記憶素子）を含む。ＣＰＵ３８は、記憶部３９に記憶されているプログラムに従って、各ユニットを制御する。
【００２５】
ＣＰＵ３８は、リニアエンコーダー１０から出力されるエンコーダーパルスＥＰからタイミングパルスＰＴＳを生成するタイミングパルス生成手段として機能する。そして、ＣＰＵ３８は、このタイミングパルスＰＴＳに同期させて印刷データの転送や、駆動信号生成部４０による駆動信号ＣＯＭの生成等を制御する。また、ＣＰＵ３８は、タイミングパルスＰＴＳに基づいて、ラッチ信号ＬＡＴ等のタイミング信号を生成して記録ヘッド２のヘッド制御部５３に出力する。ヘッド制御部５３は、プリンターコントローラー３６からのヘッド制御信号（印刷データおよびタイミング信号）に基づき、記録ヘッド２の圧電振動子１７に対する駆動信号ＣＯＭの噴射パルスＰＳ（図５参照）の印加制御等を行う。
【００２６】
駆動信号生成部４０は、本発明における駆動パルス発生手段として機能する部分であり、駆動信号の波形に関する波形データに基づいて、アナログの電圧信号を生成する。また、駆動信号生成部４０は、上記の電圧信号を増幅して駆動信号ＣＯＭを生成する。この駆動信号ＣＯＭは、記録媒体に対する印刷処理（記録処理或いは噴射処理）時に記録ヘッド２の圧力発生部である圧電振動子１７に印加されるものであり、繰り返し周期である単位期間内に、例えば図５に示す噴射パルスＰＳを少なくとも１つ以上含む一連の信号である。ここで、噴射パルスＰＳとは、本発明における駆動パルスに相当し、記録ヘッド２のノズル２７から液滴状のインクを噴射させるべく圧電振動子１７に所定の動作を行わせるものである。
【００２７】
図５は、駆動信号生成部４０によって生成される駆動信号ＣＯＭに含まれる噴射パルスＰＳの波形例を説明する図である。駆動信号ＣＯＭは、繰り返し周期である単位期間ごとに駆動信号生成部４０から繰り返し生成される。単位期間は、記録紙６に印刷する画像等の１画素分に対応する距離だけノズル２７が移動する間の期間に対応する。例えば、印刷解像度が７２０ｄｐｉの場合、単位期間Ｔは、ノズル２７が記録紙６に対して１／７２０インチ移動するための期間に相当する。そして、この単位期間内には、噴射パルスＰＳが発生する期間Ｔｐが少なくとも１つ以上含まれている。即ち、駆動信号ＣＯＭには、噴射パルスＰＳが少なくとも１つ以上含まれている。なお、噴射パルスＰＳの形状は例示したものには限られず、ノズル２７から噴射するインクの量等に応じて種々の波形のものが採用される。
【００２８】
図５（ａ）において、噴射パルスＰＳの波形の各点における座標ｅ０〜ｅ７が示されている。駆動信号ＣＯＭが生成される際、プリンターコントローラー３６からは、このような駆動信号の波形に関し（時間、電圧）を規定する座標データが送られる。即ち、座標データにおけるＸは、ｅ０を原点（基準点）としたときの時間（経過時間）を示し、Ｙはその時間での電圧（電位）を示している。駆動信号生成部４０は、送られた座標データに基づいて座標点間を補間し、各座標データの座標がつなぎ合わされた波形の駆動信号を生成する。つまり、プリンターコントローラー３６から送られる各座標データが変化させられると、これに応じて噴射パルスの波形も変化する。なお、実際の噴射パルスＰＳにおいて、隣り合う座標点に相当する部分を互いに結んだ部分を波形要素とも言う。
【００２９】
例えば、噴射パルスＰＳの振幅を大きくしたいときには、例えば、ｅ２における電圧Ｙ２及びｅ３における電圧Ｙ３の値を高くし、ｅ４における電圧Ｙ４及びｅ５における電圧Ｙ５の値を低くする。このようにすることで、噴射パルスＰＳの振幅が大きくなるので、印加される圧電振動子１７の変位はより大きなものとなる。また、噴射パルスＰＳの振幅を小さくしたいときには、例えば、ｅ２における電圧Ｙ２及びｅ３における電圧Ｙ３の値を低くし、ｅ４における電圧Ｙ４及びｅ５における電圧Ｙ５の値を高くする。このようにすることで、噴射パルスの振幅が小さくなるので、印加される圧電振動子１７の変位はより小さなものとなる。そして、このようにＸ，Ｙを設定することで、所望の噴射パルスＰＳを生成することができる。また、電圧を変えることなく電位変化（波形要素）の傾きを変えることもできる。例えば、ｅ１における時間Ｘ１の値を大きく（すなわち、時間を長く）したり、ｅ４における時間Ｘ４の値を小さく（すなわち、時間を短く）したりすることで、電位変化の傾きを急峻にすることができる。これにより、印加される圧電振動子１７の変位がより急激になる。逆に、ｅ１における時間Ｘ１の値を小さくしたり、ｅ４における時間Ｘ４の値を大きくしたりすることで、電位変化の傾きを緩やかにすることができる。これにより、印加される圧電振動子１７の変位がより緩やかになる。
【００３０】
次に、上記のように構成されたプリンター１におけるバンド記録について説明する。バンド記録では、記録紙６に対し、主走査方向に列設された複数のドットから成る主走査ライン（ラスタライン）を副走査方向に複数並べて形成してバンド（ドット群の一種）を記録し、このバンド単位で画像等を印刷する。
【００３１】
図６は、記録紙６に記録された第１のバンドＢ１（第１のドット群に相当）および第２のバンドＢ２（第２のドット群に相当）の境界部分（バンド間の繋ぎ目部分）の近傍を拡大して示した模式図である。図６では、１番から３６０番までの全てのノズル２７を用いて一回の主走査により１つのバンドＢを記録する例を示す。同図では、説明の便宜上、主走査ライン毎に、当該主走査ラインを記録するノズル２７およびその番号が図示されている。なお、各バンドを区別する目的で各バンドの形成範囲をそれぞれ異なるハッチングで示しているが、ハッチングの濃さは当該バンドにおける色の濃さを示すものではない。
【００３２】
本実施形態においては、例えば、ノズル列を構成する各ノズル２７に対応する圧電素子１７に対して上記の噴射パルスＰＳを印加して各ノズル２７から記録紙６に向けてインクを噴射させる。これにより、各々の着弾領域にインクを着弾させてドットを形成し、このドットを主走査方向に複数列設することでノズル２７毎に主走査ラインをそれぞれ形成する。そして、副走査方向に連続的に並ぶ３６０本の主走査ラインにより１つのバンドＢが構成される。第１のバンドＢ１は、記録ヘッド２の往動時に形成されるバンドであり、第２のバンドＢ２は、記録ヘッド２の復動時に形成されるバンドである。本実施形態では、第１のバンドＢ１において３５８番から３６０番までのノズル２７に対応する範囲（第２のバンドＢ２側の端部）と、第２のバンドＢ２において１番から３番までのノズル２７に対応する範囲（第１のバンドＢ１側の端部）とが重なるように記録が行われる。この重なった範囲が境界部（本発明における重複範囲）Ｂ′である。
【００３３】
具体的には、往動時（往路）における記録では、上記の噴射パルスＰＳが、ノズル列を構成する１番ノズルから３６５番ノズルの計３６０個のノズル２７にそれぞれ対応する圧電振動子１７に印加されることで、各ノズル２７からそれぞれ規定量のインクが噴射される。このインクが記録紙６の着弾領域に着弾してドットが形成され、このドットがマトリクス状に並ぶことで第１のバンドＢ１が記録される。第１のバンドＢ１が記録されたならば、紙送り機構８によって記録紙６が副走査方向に送られ、次のバンドＢ２が記録される。この際、図６の例では、３５７ライン分だけ記録紙６の副走査が行われた後、第１のバンドＢ１の副走査方向下流側に連続して次の第２のバンドＢ２が記録される。つまり、記録済みの第１のバンドＢ１の３５８番の主走査ラインから３６０番の主走査ライン（３５８番から３６０番の各ノズル２７によって記録された主走査ライン）に対して、次の第２のバンドＢ２の１番の主走査ラインから３番の主走査ライン（１番から３番の各ノズル２７によって記録される主走査ライン）が重なる状態で、第２のバンドＢ２の記録が行われる。これにより、本実施形態においては、主走査ライン３つ分だけ隣接バンド同士が重なる境界部Ｂ′が生じる。なお、この境界部Ｂ′の幅（主走査ライン数）は、例示したものに限られるものではなく、記録される画像や仕様等に応じて増減されるものである。また、境界部Ｂ′を形成する際の記録ヘッド２の走査回数は２回に限られず、３回以上の走査で形成される場合もある。
【００３４】
本実施形態における境界部Ｂ′では、往動時と復動時の２回に分けて画像等の記録が行われるので、印刷データに基づいてドットの間引き処理が行われる。すなわち、例えば、仮に１回の走査で境界部Ｂ′が記録されるときのドットの形成数を１００％としたとき、往復で記録する場合には、往路で５０％、復路で５０％、或いは、往路で３０％、復路で７０％のようにドット形成数が設定される。このようにドットを間引くことにより、境界部Ｂ′の記録を行うノズル２７では、境界部Ｂ′以外の部分を記録するノズル２７と比較してインクの噴射周波数が低下する。
【００３５】
ここで、図７は、インクの噴射周波数（ｋＨｚ）と、ノズル２７から噴射されるインクの重量（ｎｇ）との関係（インク重量についての周波数特性）を示すグラフである。このグラフは、所定範囲の噴射周波数でそれぞれインクを噴射したときの一滴当たりのインク重量の測定結果をプロットしたものである。同図に示すように、所定のノズル２７におけるインクの噴射周波数を変化させると、これに伴って当該ノズル２７から噴射されるインクの重量が増減することが判る。これは、ノズル２７におけるメニスカスの振動状態に起因するものである。
【００３６】
ここでは、１５ｋＨｚ以上を高周波数領域とし、１５ｋＨｚ未満を低周波数領域とする。本実施形態では、境界部Ｂ′以外の部分を記録する際には、インクの噴射周波数が３０ｋＨｚに設定される。高周波数領域では、先のインクの噴射時から次のインクの噴射時までの時間が短いので、噴射直後における圧力室２５内のインク（特に、メニスカス）の振動が十分に収束する前に次の噴射が行われることになり、残留振動の位相にもよるが、１滴当たりのインク重量が概ね増加する傾向となる。図７の例では、３０ｋＨｚのときのインク重量が１２．７ｎｇとなっている。これに対して、境界部Ｂ′を記録する際に、低周波数領域、例えば、インクの噴射周波数が１０ｋＨｚに設定された場合、先のインクの噴射時から次のインクの噴射時までの時間が、高周波数領域と比較して長くなる。この場合、噴射直後における圧力室２５内のインクの振動がある程度収束した状態で次の噴射が行われることになり、残留振動の位相にもよるが、１滴当たりのインク重量が概ね減少する傾向となる。図７の例では、１０ｋＨｚのときのインク重量が１０．３ｎｇであり、高周波領域の場合と比較して２．４ｎｇ減少している。
【００３７】
記録ヘッド２にこのような周波数特性があることに鑑み、本発明に係るプリンター１では、境界部Ｂ′を記録するノズル２７のうち、噴射周波数の低下に伴ってインク重量が減少するノズル２７に関し、当該ノズル２７に対応する圧電振動子１７を駆動する噴射パルスＰＳが補正される。具体的には、噴射パルスＰＳの駆動電圧が、境界部Ｂ′以外の範囲における噴射時の噴射パルスＰＳの駆動電圧よりも高く設定される。この駆動電圧は、上記の周波数特性に応じて定められる。すなわち、目標とするインク重量が、噴射周波数３０〔ｋＨｚ〕のときの重量（１００％）であるとすると、噴射周波数１０〔ｋＨｚ〕のときのインク重量（駆動電圧未補正時）は８１％であるため、１００％のインク重量が得られるように駆動電圧が高められる。なお、駆動電圧を高めることにより、これに伴って電圧が変化する部分である波形要素の傾きも補正前と比較して急峻となる。
このように境界部Ｂ′の記録に用いられる噴射パルスＰＳの駆動電圧を補正することで、境界部Ｂ′では、噴射周波数の低下に伴うインク重量が目標とする値から低下することが低減されるので、筋や斑が抑制される。その結果、記録画像等の画質の低下を防止することが可能となる。
【００３８】
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【００３９】
例えば、噴射パルスＰＳの波形に関し、図５に例示したものには限られず、種々の波形の噴射パルスを採用することができる。
また、境界部Ｂ′の記録に用いられる噴射パルスＰＳの補正に関し、上記実施形態では、電圧を高める補正を例示したが、これには限られず、例えば、電圧を変えることなく波形要素（電圧が経時変化する部分）の傾きを急峻にすることで、インク重量の低下分を補正する構成を採用することも可能である。
さらに、上記実施形態では、圧力発生手段として、所謂縦振動型の圧電振動子１７を例示したが、これには限られず、例えば、所謂撓み振動型の圧電振動子を採用することも可能である。この場合、例示した駆動信号（噴射パルス）の波形に関し、電位の変化方向、つまり上下が反転した波形となる。
【００４０】
そして、本発明は、噴射パルスを用いて液体の噴射制御が可能な液体噴射装置であれば、プリンターに限らず、プロッター、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置や、記録装置以外の液体噴射装置、例えば、ディスプレイ製造装置、電極製造装置、チップ製造装置等にも適用することができる。そして、ディスプレイ製造装置では、色材噴射ヘッドからＲ（Ｒｅｄ）・Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）・Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各色材の溶液を噴射する。また、電極製造装置では、電極材噴射ヘッドから液状の電極材料を噴射する。チップ製造装置では、生体有機物噴射ヘッドから生体有機物の溶液を噴射する。
【符号の説明】
【００４１】
１…プリンター，２…記録ヘッド，６…記録紙，７…キャリッジ移動機構，８…紙送り機構，１７…圧力室，１７…圧電振動子，２１…ノズルプレート，２５…圧力室，２７…ノズル，３６…プリンターコントローラー，４０…駆動信号生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルが複数列設されて成るノズル群と、各ノズルに連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、を有し、当該圧力発生手段の駆動により前記ノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
前記圧力発生手段を駆動する駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象とを相対移動させる移動手段と、
前記液体噴射ヘッドによる液体の噴射を制御する制御手段と、を備え、
前記ノズル群のノズルから液体を噴射して着弾対象上に第１のドット群を形成し、当該第１のドット群の形成範囲に少なくとも一部が重なる範囲に第２のドット群を形成する液体噴射装置であって、
前記制御手段は、前記第１のドット群と前記第２のドット群との重複範囲における液体の噴射において、当該重複範囲以外の範囲における噴射時よりも噴射周波数を低下させ、
前記駆動パルス発生手段は、前記重複範囲における液体の噴射に使用する駆動パルスの駆動電圧を、当該重複範囲以外の範囲における噴射時の駆動パルスの駆動電圧よりも高く設定することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
ノズルが複数列設されて成るノズル群と、各ノズルに連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、を有し、当該圧力発生手段の駆動により前記ノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
前記圧力発生手段を駆動する駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象とを相対移動させる移動手段と、
前記液体噴射ヘッドによる液体の噴射を制御する制御手段と、を備え、
前記ノズル群のノズルから液体を噴射して着弾対象上に第１のドット群を形成し、当該第１のドット群の形成範囲に少なくとも一部が重なる範囲に第２のドット群を形成する液体噴射装置の制御方法であって、
前記第１のドット群と前記第２のドット群との重複範囲における液体の噴射において、当該重複範囲以外の範囲における噴射時よりも噴射周波数を低下させ、且つ、前記重複範囲における液体の噴射に使用する駆動パルスの駆動電圧を、当該重複範囲以外の範囲における噴射時の駆動パルスの駆動電圧よりも高く設定することを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【請求項１】
ノズルが複数列設されて成るノズル群と、各ノズルに連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、を有し、当該圧力発生手段の駆動により前記ノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
前記圧力発生手段を駆動する駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象とを相対移動させる移動手段と、
前記液体噴射ヘッドによる液体の噴射を制御する制御手段と、を備え、
前記ノズル群のノズルから液体を噴射して着弾対象上に第１のドット群を形成し、当該第１のドット群の形成範囲に少なくとも一部が重なる範囲に第２のドット群を形成する液体噴射装置であって、
前記制御手段は、前記第１のドット群と前記第２のドット群との重複範囲における液体の噴射において、当該重複範囲以外の範囲における噴射時よりも噴射周波数を低下させ、
前記駆動パルス発生手段は、前記重複範囲における液体の噴射に使用する駆動パルスの駆動電圧を、当該重複範囲以外の範囲における噴射時の駆動パルスの駆動電圧よりも高く設定することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
ノズルが複数列設されて成るノズル群と、各ノズルに連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、を有し、当該圧力発生手段の駆動により前記ノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
前記圧力発生手段を駆動する駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記液体噴射ヘッドと前記着弾対象とを相対移動させる移動手段と、
前記液体噴射ヘッドによる液体の噴射を制御する制御手段と、を備え、
前記ノズル群のノズルから液体を噴射して着弾対象上に第１のドット群を形成し、当該第１のドット群の形成範囲に少なくとも一部が重なる範囲に第２のドット群を形成する液体噴射装置の制御方法であって、
前記第１のドット群と前記第２のドット群との重複範囲における液体の噴射において、当該重複範囲以外の範囲における噴射時よりも噴射周波数を低下させ、且つ、前記重複範囲における液体の噴射に使用する駆動パルスの駆動電圧を、当該重複範囲以外の範囲における噴射時の駆動パルスの駆動電圧よりも高く設定することを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２４０３２３（Ｐ２０１２−２４０３２３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１３２００（Ｐ２０１１−１１３２００）
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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