液体噴射装置の制御方法
【課題】噴射される液体の量を正確にコントロールし、印刷物の色合いの変化を抑制する液体噴射装置の制御方法を提供すること。
【解決手段】補正駆動信号の駆動パルスＰＳで噴射されるインク重量差が少ないため、液体重量の増減による色合いの変化は少なくなり、これによって、出力された画像の色ムラが起こりにくくなる。また、インク重量の増減が少なくなることで、インク量のカウント精度が向上して、液体の無駄な消費や液体の不足などを抑制することができる。したがって、印刷画質の向上と、無駄なインク量を削減可能なプリンターを提供することができる。
【解決手段】補正駆動信号の駆動パルスＰＳで噴射されるインク重量差が少ないため、液体重量の増減による色合いの変化は少なくなり、これによって、出力された画像の色ムラが起こりにくくなる。また、インク重量の増減が少なくなることで、インク量のカウント精度が向上して、液体の無駄な消費や液体の不足などを抑制することができる。したがって、印刷画質の向上と、無駄なインク量を削減可能なプリンターを提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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に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ー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】
インクジェット式プリンターとしては、ノズルからインク滴を吐出するドット数をカウントすることで、インク消費量を把握し、インクカートリッジ等の貯留手段のインク残量を把握するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８０３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の噴射ヘッドでは、同一のノズルから連続して液体を噴射させるときの噴射間隔である噴射周波数に応じてノズルから噴射される液体の量（重量または体積）が増減する特性がある。
【０００６】
例えば、インクジェット式プリンターで画像を印刷しようとする時に、印刷する画像によって、一定の面積に対するインク滴の数は異なり、噴射周波数は変化する。それに伴って吐出されるインク滴の重量も変化する。したがって、印刷する画像によってインク滴の数だけでなくインク滴の量も増減することで、印刷する画像に出力したい色と異なって見える（色合い変わる）という課題がある。
また、インク滴の量が増減すると、インクカートリッジ等の貯留手段のインク残量を把握するときに、インクが残っているにも拘わらずインク不足と通知されることや、インクが不足しているにも拘わらずインク不足が通知されないという課題もある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、噴射される液体の量を正確にコントロールし、印刷物の色合いの変化を抑制する液体噴射装置の制御方法を提供することを目的とする。
また、噴射される液体の量を正確にコントロールすることで、液体の量のカウント精度を向上させて、液体の無駄な消費や液体の不足などを抑制することができる液体噴射装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
液体を噴射するノズルに連通した圧力室と、該圧力室に圧力を加えるアクチュエーターと、該アクチュエーターに補正駆動信号を送る制御部とを有する液体噴射装置の制御方法であって、ＣＰＵから送られてきた画像情報信号を入力信号とし、前記画像情報信号を、前記アクチュエーターを駆動する複数の駆動パルスを含む駆動信号に変換する第１工程と、前記駆動パルスに補正をかけた前記補正駆動信号に変換する第２工程とを含み、前記第２工程は、前記駆動パルス間の最短時間間隔に対応する基準周波数を設定する第３工程と、補正をかける駆動パルスと他の駆動パルスから補正用周波数を決定する第４工程と、前記第４工程の前記補正用周波数において噴射される液体重量と前記基準周波数において噴射される液体重量との液体重量差を求める第５工程と、前記液体重量差が少なくなる補正を前記駆動パルスに対して行い、前記補正駆動信号を生成する第６工程とを含むことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【００１０】
この適用例によれば、駆動パルスによって噴射される液体重量と基準周波数において噴射される液体重量との液体重量差が少なくなるように、補正駆動信号が生成されるので、駆動パルスで噴射される液体重量の差が少なくなる。したがって、液体重量の増減による色合いの変化は少なくなり、これによって、出力された画像の色ムラが起こりにくくなる。
また、液体重量の増減が少なくなることで、液体量のカウント精度が向上して、液体の無駄な消費や液体の不足などを抑制することができる。
したがって、印刷画質の向上と、無駄な液体量を削減可能な液体噴射装置を提供することができる。
【００１１】
［適用例２］
上記液体噴射装置の制御方法において、前記補正用周波数において噴射される液体重量と前記基準周波数において噴射される液体重量とを、前記アクチュエーターにおける周波数と噴射される液体重量との関係を予め測定して得られたテーブルから求めることを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
この適用例では、補正用周波数および基準周波数において噴射される液体重量を、実際に使用するアクチュエーターで測定したテーブルから求めるので、補正駆動信号の駆動パルスで噴射される液体重量差がより少なくなる。したがって、印刷画質がより向上し、無駄な液体量をより削減可能な液体噴射装置を提供することができる。
【００１２】
［適用例３］
上記液体噴射装置の制御方法において、補正をかける駆動パルスと前の直近の駆動パルスとの時間間隔から前記補正用周波数を決定することを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
この適用例では、直前の駆動パルスからの時間間隔によって液体重量が変化するが、時間間隔から補正用周波数を求めているので、補正駆動信号の駆動パルスで噴射される液体重量差がより少なくなる。
【００１３】
［適用例４］
上記液体噴射装置の制御方法において、所定の時間内の駆動パルス数をカウントして前記補正用周波数を決定することを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
この適用例では、第４工程の補正周波数決定の頻度が少なくなるため、処理を早くすることができ、ＣＰＵの演算処理をスムーズに行うことができる。従って、印刷の高速化にも対応することができる。
【００１４】
［適用例５］
上記液体噴射装置の制御方法において、前記液体重量差に対応する補正は、前記駆動バルスの波高電圧を変更することにより行うことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
この適用例では、液体重量を調整することが容易であるため、駆動パルスの構成を単純にすることができ、ＣＰＵの演算処理をスムーズに行うことができる。従って、印刷の高速化にも対応することができる。
【００１５】
［適用例６］
上記液体噴射装置の制御方法において、前記液体重量差に対応する補正は、前記駆動パルスのパルス幅を変更することにより行うことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
この適用例では、液体重量を調整することが容易であるため、駆動パルスの構成を単純にすることができ、ＣＰＵの演算処理をスムーズに行うことができる。従って、印刷の高速化にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】プリンターの構成を示す概略斜視図。
【図２】記録ヘッドの構成を示す要部断面図。
【図３】ノズルプレートの構成を説明する平面図。
【図４】プリンターの電気的構成を説明するブロック図。
【図５】プリンターの制御方法を示すフロー図。
【図６】一例としての駆動信号を示す図。
【図７】噴射周波数と噴射されるインク重量との関係を、アクチュエーターを用いて予め測定して得られたテーブルとしてのグラフ。
【図８】噴射パルスＰＳの波形例を説明する図。
【図９】一例としての記録ヘッドでの駆動電圧（Ｖ）とインク重量（ｎｇ）との関係を示す図。
【図１０】一例としての記録ヘッドでのパルス幅（μｓ）とインク重量（ｎｇ）との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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、インクジェット式プリンター（以下、プリンター１）を例に挙げて説明する。
【００１８】
図１は、プリンター１の構成を示す概略斜視図である。
プリンター１は、噴射ヘッドの一種である記録ヘッド２から、記録紙、布、フィルム等の着弾対象である記録媒体に向けて、液体の一種であるインクを噴射する。
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とを備えて概略構成されている。
【００１９】
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によって検出される。その検出信号、即ち、エンコーダーパルスは、後述するプリンターコントローラー３６のＣＰＵ３８に送信される（図４参照）。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、ＣＰＵ３８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、ＣＰＵ３８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、記録ヘッド２が取り付けられたキャリッジ４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。
【００２０】
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４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。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。
【００２１】
図２は、記録ヘッド２の構成を示す要部断面図である。この記録ヘッド２は、ケース１３と、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。
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。
【００２２】
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とが設けられている。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。
【００２３】
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。実施形態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、図１に示した記録紙６の搬送方向と平行に３６０個が並ぶノズル列（ノズル群の一種）を構成している。実施形態におけるノズル列は、ノズル２７が例えば３６０ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）の形成ピッチで開設されている。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の数とノズル２７の間隔に関しても図３に例示したものには限られない。
【００２４】
図２において、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。実施形態では、例えば、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。
【００２５】
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に貯留されたインクの圧力変動を吸収するダンパーとして機能する。
【００２６】
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。
圧電振動子１７とダイヤフラム部３０とを含む部分をアクチュエーター１００と呼ぶ。
【００２７】
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。
【００２８】
図４において、プリンター１は、図１に示した紙送り機構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、ヘッド制御部５３および図１には図示しなかったプリンターコントローラー３６を有する。
【００２９】
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１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、インターフェイス（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。
インターフェイス部３７は、外部装置３５からプリンター１への印刷データや印刷命令を受け取ったり、外部装置３５にプリンター１の状態情報を送ったりする等プリンター１の状態データの送受信を行う。
ＣＰＵ３８は、プリンター１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。
【００３０】
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の制御部としてのヘッド制御部５３に出力する。
【００３１】
駆動信号生成部４０は、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、アナログ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の圧力発生手段である圧電振動子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、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、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。
【００３２】
図５は、プリンター１の制御方法を示すフロー図である。
図５において、プリンター１の制御方法は、第１工程としての信号変換工程と、第２工程としての補正工程とを含み、補正工程は、第３工程としての基準周波数設定工程と、第４工程としての補正用周波数決定工程と、第５工程としての液体重量差を求める工程と、第６工程としての補正駆動信号生成工程とを含む。
【００３３】
信号変換工程では、ヘッド制御部５３は、プリンターコントローラー３６からの画像情報信号としてのヘッド制御信号（印刷データおよびタイミング信号）を入力信号とし、ヘッド制御信号を、記録ヘッド２のアクチュエーター１００の圧電振動子１７に対する駆動信号ＣＯＭの駆動パルスとしての噴射パルスＰＳの印加制御等を行う駆動信号に変換する。
【００３４】
補正工程では、ヘッド制御信号を、噴射パルスＰＳに補正をかけた補正駆動信号に変換する。
補正工程の基準周波数設定工程では、噴射パルスＰＳ間の最短時間間隔に対応する基準周波数を設定する。
図６は、一例としての駆動信号を示す図である。横方向は時刻で縦方向は電圧を示している。
図６において、駆動信号の中で噴射パルスＰＳ間の時間間隔ｔ0、ｔ1、ｔ2が存在し、時間間隔ｔ0が最も短いとき、１／ｔ0を基準周波数として設定する。
【００３５】
補正工程の補正用周波数決定工程では、補正をかける噴射パルスと他の噴射パルスから補正用周波数を決定する。
例えば、補正をかける噴射パルスＰＳと前の直近の噴射パルスＰＳとの時間間隔から補正用周波数を決定する。
図６において、例えば、補正をかける噴射パルスＰＳを噴射パルスＰＳ２とすると、直近の噴射パルスＰＳ１と噴射パルスＰＳ２との時間間隔ｔ0または噴射パルスＰＳ２と直近の噴射パルスＰＳ２との時間間隔ｔ1から補正用周波数１／ｔ0または１／ｔ1を決定する。
その他の方法として、所定の時間内の噴射パルスＰＳの数をカウントして補正用周波数を決定する。例えば、図６において、所定の時間Ｔ内に一つの噴射パルスＰＳ１、二つの噴射パルスＰＳ２、一つの噴射パルスＰＳ３がある場合、４／Ｔを補正用周波数として決定する。
【００３６】
補正工程の液体重量差を求める工程では、補正用周波数において噴射される液体重量と基準周波数において噴射される液体重量との液体重量差を求める。
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。
補正用周波数において噴射される液体重量および基準周波数において噴射される液体重量は、図７に示したグラフから求めることができる。
【００３７】
補正工程の補正駆動信号生成工程では、液体重量差が少なくなる補正を噴射パルスＰＳに対して行い、補正駆動信号を生成する。
図８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。
【００３８】
図８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。
【００３９】
例えば、噴射パルスＰＳの振幅を大きくしたいときには、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、ｅ２における電圧Ｙ２及びｅ３における電圧Ｙ３の値を小さくし、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ＰＳ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。
図９は、一例としての記録ヘッド２での駆動電圧（Ｖ）とインク重量（ｎｇ）との関係を示す図である。
噴射パルスＰＳの振幅としての駆動電圧を変化させることで、噴射されるインク重量の調節が可能であり、所望の噴射パルスＰＳを生成することができる。
【００４０】
また、駆動電圧を変えることなくパルス幅を変えることもできる。
例えば、噴射パルスＰＳのｅ３における時間Ｘ３の値を大きく（すなわち、時間を長く）したり、時間Ｘ３の値を小さく（すなわち、時間を短く）したりすることで、狙いのインク重量を噴射するための駆動信号に補正することが可能である。
図１０は、一例としての記録ヘッド２でのパルス幅（μｓ）とインク重量（ｎｇ）との関係を示す図である。
噴射パルスＰＳのパルス幅を変化させることで、噴射されるインク重量の調節が可能であり、所望の噴射パルスＰＳを生成することができる。
【００４１】
次に、上記のように構成された実施形態におけるプリンター１を用いた画像記録について説明し、得られる効果も述べる。
例えば、ノズル列を構成する各ノズル２７に対応する圧電振動子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。
印刷する画像をＣＰＵ３８で処理して、記録紙６の所望の位置にインクを着弾させるために、キャリッジ４が双方向に移動しながら、リニアエンコーダー１０で所定の位置を読み取り、タイミングを合わせて、ノズルから噴射させている。このとき、画像によってノズルごとのパルス駆動のタイミングが異なり、インクの噴射周波数が変化する。
【００４２】
図７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。
【００４３】
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、紙面上をインクで埋めなければならないベタ印字を行うような時、連続でインクを吐出する場合には、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。
一方、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、高周波数領域の場合と比較して２．４ｎｇ減少している。
【００４４】
前述のように画像によって噴射周波数が変化することで、画像を形成するための狙いのインク重量が吐出されず（インク重量がばらつく）、色ムラが発生することがある。
また、プリンター１では、インク残量を判定することや、インク消費量を管理するために、インクを噴射した数をカウントしている。
噴射周波数によって、インク重量がばらつくことで、インク消費量にも誤差が出てしまう。その誤差が起きることで、インク重量が狙いよりも多い状態でインク噴射を続けると、カウント上でインク切れになる前に、インクカートリッジ３内のインクがなくなってしまう。
【００４５】
従来、このようなインク不足になることを防ぐため、ばらつきの上限を考慮して、１カウントあたりのインク重量を決めている。
反対に、インク重量のばらつきのなかで、インク重量が少ない状態でインク噴射を続けると、カウント上ではインク切れになった場合でもインクカートリッジ３内にはインクが余った状態となる。
上記の誤差を小さくすることができれば、実際に使用するインク消費量は同等で、インクカートリッジ３内に充填しておくインク量を少なくすることができ、カートリッジ製造においてコストダウンに繋がる。
【００４６】
実施形態では、誤差を小さくするために、記録ヘッド２に図７のような周波数特性があることを鑑みて、前述の制御方法を行ない、狙い通りのインク重量（ばらつきの少ない）を噴射させ続けることで、画像の色ムラが起こりにくくなり、狙いの画像の画質低下を防止することが可能である。
なおかつ、インクカウンターの精度が向上することで、インクの無駄な消費や、インク不足を防止することが可能である。
【００４７】
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。
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。
【００４８】
また、噴射パルスＰＳの補正に関し、上記実施形態では、電圧を高めたり、低くしたりする補正と、パルス幅を変えることで、インク重量の変動を補正する構成とを例示したが、これには限られない。
例えば、図８において、駆動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。
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。
【００４９】
また、ｅ２における時間Ｘ２の値を大きく（すなわち、時間を長く）したり、ｅ３における時間Ｘ３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。
逆に、ｅ２における時間Ｘ２の値を小さくしたり、ｅ３における時間Ｘ３の値を大き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の変位がより急峻になる。
【００５０】
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。
【００５１】
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】
【００５２】
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、３８…ＣＰＵ、３９…記憶部、４０…駆動信号生成部、５３…ヘッド制御部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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に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ー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】
インクジェット式プリンターとしては、ノズルからインク滴を吐出するドット数をカウントすることで、インク消費量を把握し、インクカートリッジ等の貯留手段のインク残量を把握するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８０３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の噴射ヘッドでは、同一のノズルから連続して液体を噴射させるときの噴射間隔である噴射周波数に応じてノズルから噴射される液体の量（重量または体積）が増減する特性がある。
【０００６】
例えば、インクジェット式プリンターで画像を印刷しようとする時に、印刷する画像によって、一定の面積に対するインク滴の数は異なり、噴射周波数は変化する。それに伴って吐出されるインク滴の重量も変化する。したがって、印刷する画像によってインク滴の数だけでなくインク滴の量も増減することで、印刷する画像に出力したい色と異なって見える（色合い変わる）という課題がある。
また、インク滴の量が増減すると、インクカートリッジ等の貯留手段のインク残量を把握するときに、インクが残っているにも拘わらずインク不足と通知されることや、インクが不足しているにも拘わらずインク不足が通知されないという課題もある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、噴射される液体の量を正確にコントロールし、印刷物の色合いの変化を抑制する液体噴射装置の制御方法を提供することを目的とする。
また、噴射される液体の量を正確にコントロールすることで、液体の量のカウント精度を向上させて、液体の無駄な消費や液体の不足などを抑制することができる液体噴射装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
液体を噴射するノズルに連通した圧力室と、該圧力室に圧力を加えるアクチュエーターと、該アクチュエーターに補正駆動信号を送る制御部とを有する液体噴射装置の制御方法であって、ＣＰＵから送られてきた画像情報信号を入力信号とし、前記画像情報信号を、前記アクチュエーターを駆動する複数の駆動パルスを含む駆動信号に変換する第１工程と、前記駆動パルスに補正をかけた前記補正駆動信号に変換する第２工程とを含み、前記第２工程は、前記駆動パルス間の最短時間間隔に対応する基準周波数を設定する第３工程と、補正をかける駆動パルスと他の駆動パルスから補正用周波数を決定する第４工程と、前記第４工程の前記補正用周波数において噴射される液体重量と前記基準周波数において噴射される液体重量との液体重量差を求める第５工程と、前記液体重量差が少なくなる補正を前記駆動パルスに対して行い、前記補正駆動信号を生成する第６工程とを含むことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【００１０】
この適用例によれば、駆動パルスによって噴射される液体重量と基準周波数において噴射される液体重量との液体重量差が少なくなるように、補正駆動信号が生成されるので、駆動パルスで噴射される液体重量の差が少なくなる。したがって、液体重量の増減による色合いの変化は少なくなり、これによって、出力された画像の色ムラが起こりにくくなる。
また、液体重量の増減が少なくなることで、液体量のカウント精度が向上して、液体の無駄な消費や液体の不足などを抑制することができる。
したがって、印刷画質の向上と、無駄な液体量を削減可能な液体噴射装置を提供することができる。
【００１１】
［適用例２］
上記液体噴射装置の制御方法において、前記補正用周波数において噴射される液体重量と前記基準周波数において噴射される液体重量とを、前記アクチュエーターにおける周波数と噴射される液体重量との関係を予め測定して得られたテーブルから求めることを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
この適用例では、補正用周波数および基準周波数において噴射される液体重量を、実際に使用するアクチュエーターで測定したテーブルから求めるので、補正駆動信号の駆動パルスで噴射される液体重量差がより少なくなる。したがって、印刷画質がより向上し、無駄な液体量をより削減可能な液体噴射装置を提供することができる。
【００１２】
［適用例３］
上記液体噴射装置の制御方法において、補正をかける駆動パルスと前の直近の駆動パルスとの時間間隔から前記補正用周波数を決定することを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
この適用例では、直前の駆動パルスからの時間間隔によって液体重量が変化するが、時間間隔から補正用周波数を求めているので、補正駆動信号の駆動パルスで噴射される液体重量差がより少なくなる。
【００１３】
［適用例４］
上記液体噴射装置の制御方法において、所定の時間内の駆動パルス数をカウントして前記補正用周波数を決定することを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
この適用例では、第４工程の補正周波数決定の頻度が少なくなるため、処理を早くすることができ、ＣＰＵの演算処理をスムーズに行うことができる。従って、印刷の高速化にも対応することができる。
【００１４】
［適用例５］
上記液体噴射装置の制御方法において、前記液体重量差に対応する補正は、前記駆動バルスの波高電圧を変更することにより行うことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
この適用例では、液体重量を調整することが容易であるため、駆動パルスの構成を単純にすることができ、ＣＰＵの演算処理をスムーズに行うことができる。従って、印刷の高速化にも対応することができる。
【００１５】
［適用例６］
上記液体噴射装置の制御方法において、前記液体重量差に対応する補正は、前記駆動パルスのパルス幅を変更することにより行うことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
この適用例では、液体重量を調整することが容易であるため、駆動パルスの構成を単純にすることができ、ＣＰＵの演算処理をスムーズに行うことができる。従って、印刷の高速化にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】プリンターの構成を示す概略斜視図。
【図２】記録ヘッドの構成を示す要部断面図。
【図３】ノズルプレートの構成を説明する平面図。
【図４】プリンターの電気的構成を説明するブロック図。
【図５】プリンターの制御方法を示すフロー図。
【図６】一例としての駆動信号を示す図。
【図７】噴射周波数と噴射されるインク重量との関係を、アクチュエーターを用いて予め測定して得られたテーブルとしてのグラフ。
【図８】噴射パルスＰＳの波形例を説明する図。
【図９】一例としての記録ヘッドでの駆動電圧（Ｖ）とインク重量（ｎｇ）との関係を示す図。
【図１０】一例としての記録ヘッドでのパルス幅（μｓ）とインク重量（ｎｇ）との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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、インクジェット式プリンター（以下、プリンター１）を例に挙げて説明する。
【００１８】
図１は、プリンター１の構成を示す概略斜視図である。
プリンター１は、噴射ヘッドの一種である記録ヘッド２から、記録紙、布、フィルム等の着弾対象である記録媒体に向けて、液体の一種であるインクを噴射する。
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とを備えて概略構成されている。
【００１９】
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によって検出される。その検出信号、即ち、エンコーダーパルスは、後述するプリンターコントローラー３６のＣＰＵ３８に送信される（図４参照）。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、ＣＰＵ３８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、ＣＰＵ３８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、記録ヘッド２が取り付けられたキャリッジ４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。
【００２０】
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４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。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。
【００２１】
図２は、記録ヘッド２の構成を示す要部断面図である。この記録ヘッド２は、ケース１３と、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。
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。
【００２２】
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とが設けられている。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。
【００２３】
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。実施形態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、図１に示した記録紙６の搬送方向と平行に３６０個が並ぶノズル列（ノズル群の一種）を構成している。実施形態におけるノズル列は、ノズル２７が例えば３６０ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）の形成ピッチで開設されている。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の数とノズル２７の間隔に関しても図３に例示したものには限られない。
【００２４】
図２において、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。実施形態では、例えば、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。
【００２５】
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に貯留されたインクの圧力変動を吸収するダンパーとして機能する。
【００２６】
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。
圧電振動子１７とダイヤフラム部３０とを含む部分をアクチュエーター１００と呼ぶ。
【００２７】
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。
【００２８】
図４において、プリンター１は、図１に示した紙送り機構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、ヘッド制御部５３および図１には図示しなかったプリンターコントローラー３６を有する。
【００２９】
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１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、インターフェイス（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。
インターフェイス部３７は、外部装置３５からプリンター１への印刷データや印刷命令を受け取ったり、外部装置３５にプリンター１の状態情報を送ったりする等プリンター１の状態データの送受信を行う。
ＣＰＵ３８は、プリンター１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。
【００３０】
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の制御部としてのヘッド制御部５３に出力する。
【００３１】
駆動信号生成部４０は、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、アナログ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の圧力発生手段である圧電振動子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、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、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。
【００３２】
図５は、プリンター１の制御方法を示すフロー図である。
図５において、プリンター１の制御方法は、第１工程としての信号変換工程と、第２工程としての補正工程とを含み、補正工程は、第３工程としての基準周波数設定工程と、第４工程としての補正用周波数決定工程と、第５工程としての液体重量差を求める工程と、第６工程としての補正駆動信号生成工程とを含む。
【００３３】
信号変換工程では、ヘッド制御部５３は、プリンターコントローラー３６からの画像情報信号としてのヘッド制御信号（印刷データおよびタイミング信号）を入力信号とし、ヘッド制御信号を、記録ヘッド２のアクチュエーター１００の圧電振動子１７に対する駆動信号ＣＯＭの駆動パルスとしての噴射パルスＰＳの印加制御等を行う駆動信号に変換する。
【００３４】
補正工程では、ヘッド制御信号を、噴射パルスＰＳに補正をかけた補正駆動信号に変換する。
補正工程の基準周波数設定工程では、噴射パルスＰＳ間の最短時間間隔に対応する基準周波数を設定する。
図６は、一例としての駆動信号を示す図である。横方向は時刻で縦方向は電圧を示している。
図６において、駆動信号の中で噴射パルスＰＳ間の時間間隔ｔ0、ｔ1、ｔ2が存在し、時間間隔ｔ0が最も短いとき、１／ｔ0を基準周波数として設定する。
【００３５】
補正工程の補正用周波数決定工程では、補正をかける噴射パルスと他の噴射パルスから補正用周波数を決定する。
例えば、補正をかける噴射パルスＰＳと前の直近の噴射パルスＰＳとの時間間隔から補正用周波数を決定する。
図６において、例えば、補正をかける噴射パルスＰＳを噴射パルスＰＳ２とすると、直近の噴射パルスＰＳ１と噴射パルスＰＳ２との時間間隔ｔ0または噴射パルスＰＳ２と直近の噴射パルスＰＳ２との時間間隔ｔ1から補正用周波数１／ｔ0または１／ｔ1を決定する。
その他の方法として、所定の時間内の噴射パルスＰＳの数をカウントして補正用周波数を決定する。例えば、図６において、所定の時間Ｔ内に一つの噴射パルスＰＳ１、二つの噴射パルスＰＳ２、一つの噴射パルスＰＳ３がある場合、４／Ｔを補正用周波数として決定する。
【００３６】
補正工程の液体重量差を求める工程では、補正用周波数において噴射される液体重量と基準周波数において噴射される液体重量との液体重量差を求める。
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。
補正用周波数において噴射される液体重量および基準周波数において噴射される液体重量は、図７に示したグラフから求めることができる。
【００３７】
補正工程の補正駆動信号生成工程では、液体重量差が少なくなる補正を噴射パルスＰＳに対して行い、補正駆動信号を生成する。
図８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。
【００３８】
図８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。
【００３９】
例えば、噴射パルスＰＳの振幅を大きくしたいときには、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、ｅ２における電圧Ｙ２及びｅ３における電圧Ｙ３の値を小さくし、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ＰＳ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。
図９は、一例としての記録ヘッド２での駆動電圧（Ｖ）とインク重量（ｎｇ）との関係を示す図である。
噴射パルスＰＳの振幅としての駆動電圧を変化させることで、噴射されるインク重量の調節が可能であり、所望の噴射パルスＰＳを生成することができる。
【００４０】
また、駆動電圧を変えることなくパルス幅を変えることもできる。
例えば、噴射パルスＰＳのｅ３における時間Ｘ３の値を大きく（すなわち、時間を長く）したり、時間Ｘ３の値を小さく（すなわち、時間を短く）したりすることで、狙いのインク重量を噴射するための駆動信号に補正することが可能である。
図１０は、一例としての記録ヘッド２でのパルス幅（μｓ）とインク重量（ｎｇ）との関係を示す図である。
噴射パルスＰＳのパルス幅を変化させることで、噴射されるインク重量の調節が可能であり、所望の噴射パルスＰＳを生成することができる。
【００４１】
次に、上記のように構成された実施形態におけるプリンター１を用いた画像記録について説明し、得られる効果も述べる。
例えば、ノズル列を構成する各ノズル２７に対応する圧電振動子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。
印刷する画像をＣＰＵ３８で処理して、記録紙６の所望の位置にインクを着弾させるために、キャリッジ４が双方向に移動しながら、リニアエンコーダー１０で所定の位置を読み取り、タイミングを合わせて、ノズルから噴射させている。このとき、画像によってノズルごとのパルス駆動のタイミングが異なり、インクの噴射周波数が変化する。
【００４２】
図７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。
【００４３】
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、紙面上をインクで埋めなければならないベタ印字を行うような時、連続でインクを吐出する場合には、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。
一方、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、高周波数領域の場合と比較して２．４ｎｇ減少している。
【００４４】
前述のように画像によって噴射周波数が変化することで、画像を形成するための狙いのインク重量が吐出されず（インク重量がばらつく）、色ムラが発生することがある。
また、プリンター１では、インク残量を判定することや、インク消費量を管理するために、インクを噴射した数をカウントしている。
噴射周波数によって、インク重量がばらつくことで、インク消費量にも誤差が出てしまう。その誤差が起きることで、インク重量が狙いよりも多い状態でインク噴射を続けると、カウント上でインク切れになる前に、インクカートリッジ３内のインクがなくなってしまう。
【００４５】
従来、このようなインク不足になることを防ぐため、ばらつきの上限を考慮して、１カウントあたりのインク重量を決めている。
反対に、インク重量のばらつきのなかで、インク重量が少ない状態でインク噴射を続けると、カウント上ではインク切れになった場合でもインクカートリッジ３内にはインクが余った状態となる。
上記の誤差を小さくすることができれば、実際に使用するインク消費量は同等で、インクカートリッジ３内に充填しておくインク量を少なくすることができ、カートリッジ製造においてコストダウンに繋がる。
【００４６】
実施形態では、誤差を小さくするために、記録ヘッド２に図７のような周波数特性があることを鑑みて、前述の制御方法を行ない、狙い通りのインク重量（ばらつきの少ない）を噴射させ続けることで、画像の色ムラが起こりにくくなり、狙いの画像の画質低下を防止することが可能である。
なおかつ、インクカウンターの精度が向上することで、インクの無駄な消費や、インク不足を防止することが可能である。
【００４７】
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。
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。
【００４８】
また、噴射パルスＰＳの補正に関し、上記実施形態では、電圧を高めたり、低くしたりする補正と、パルス幅を変えることで、インク重量の変動を補正する構成とを例示したが、これには限られない。
例えば、図８において、駆動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。
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。
【００４９】
また、ｅ２における時間Ｘ２の値を大きく（すなわち、時間を長く）したり、ｅ３における時間Ｘ３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。
逆に、ｅ２における時間Ｘ２の値を小さくしたり、ｅ３における時間Ｘ３の値を大き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の変位がより急峻になる。
【００５０】
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。
【００５１】
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】
【００５２】
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、３８…ＣＰＵ、３９…記憶部、４０…駆動信号生成部、５３…ヘッド制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズルに連通した圧力室と、該圧力室に圧力を加えるアクチュエーターと、該アクチュエーターに補正駆動信号を送る制御部とを有する液体噴射装置の制御方法であって、
ＣＰＵから送られてきた画像情報信号を入力信号とし、前記画像情報信号を、前記アクチュエーターを駆動する複数の駆動パルスを含む駆動信号に変換する第１工程と、前記駆動パルスに補正をかけた前記補正駆動信号に変換する第２工程とを含み、
前記第２工程は、前記駆動パルス間の最短時間間隔に対応する基準周波数を設定する第３工程と、
補正をかける駆動パルスと他の駆動パルスから補正用周波数を決定する第４工程と、
前記第４工程の前記補正用周波数において噴射される液体重量と前記基準周波数において噴射される液体重量との液体重量差を求める第５工程と、
前記液体重量差が少なくなる補正を前記駆動パルスに対して行い、前記補正駆動信号を生成する第６工程とを含む
ことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液体噴射装置の制御方法において、
前記補正用周波数において噴射される液体重量と前記基準周波数において噴射される液体重量とを、前記アクチュエーターにおける周波数と噴射される液体重量との関係を予め測定して得られたテーブルから求める
ことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置の制御方法において、
補正をかける駆動パルスと前の直近の駆動パルスとの時間間隔から前記補正用周波数を決定する
ことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置の制御方法において、
所定の時間内の駆動パルス数をカウントして前記補正用周波数を決定する
ことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の液体噴射装置の制御方法において、
前記液体重量差に対応する補正は、前記駆動バルスの波高電圧を変更することにより行う
ことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の液体噴射装置の制御方法において、
前記液体重量差に対応する補正は、前記駆動パルスのパルス幅を変更することにより行う
ことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【請求項１】
液体を噴射するノズルに連通した圧力室と、該圧力室に圧力を加えるアクチュエーターと、該アクチュエーターに補正駆動信号を送る制御部とを有する液体噴射装置の制御方法であって、
ＣＰＵから送られてきた画像情報信号を入力信号とし、前記画像情報信号を、前記アクチュエーターを駆動する複数の駆動パルスを含む駆動信号に変換する第１工程と、前記駆動パルスに補正をかけた前記補正駆動信号に変換する第２工程とを含み、
前記第２工程は、前記駆動パルス間の最短時間間隔に対応する基準周波数を設定する第３工程と、
補正をかける駆動パルスと他の駆動パルスから補正用周波数を決定する第４工程と、
前記第４工程の前記補正用周波数において噴射される液体重量と前記基準周波数において噴射される液体重量との液体重量差を求める第５工程と、
前記液体重量差が少なくなる補正を前記駆動パルスに対して行い、前記補正駆動信号を生成する第６工程とを含む
ことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液体噴射装置の制御方法において、
前記補正用周波数において噴射される液体重量と前記基準周波数において噴射される液体重量とを、前記アクチュエーターにおける周波数と噴射される液体重量との関係を予め測定して得られたテーブルから求める
ことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置の制御方法において、
補正をかける駆動パルスと前の直近の駆動パルスとの時間間隔から前記補正用周波数を決定する
ことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置の制御方法において、
所定の時間内の駆動パルス数をカウントして前記補正用周波数を決定する
ことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の液体噴射装置の制御方法において、
前記液体重量差に対応する補正は、前記駆動バルスの波高電圧を変更することにより行う
ことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の液体噴射装置の制御方法において、
前記液体重量差に対応する補正は、前記駆動パルスのパルス幅を変更することにより行う
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８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１１１８９５（Ｐ２０１３−１１１８９５Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６１４９１（Ｐ２０１１−２６１４９１）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【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２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【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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