JP4296796B2 - 液体噴射装置、及び、その液滴吐出制御方法 - Google Patents
液体噴射装置、及び、その液滴吐出制御方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の液体を吐出可能な液体噴射装置、及び、この液体噴射装置における液体の吐出制御方法に関し、特に、噴射ヘッドの個体差に起因する吐出量ばらつきを調整するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体噴射装置は液体を吐出（噴射）可能な噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の液体を吐出する装置である。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やインクジェット式プロッタ等の画像記録装置がある。そして、最近では、極く少量の液体を所定の位置に精度良く着弾できるという特性を生かし、各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタを製造するディスプレー製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極を形成する電極製造装置，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吐出し、ディスプレー製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を吐出する。また、電極製造装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を吐出し、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吐出する。
【０００３】
この種の液体噴射装置に用いられる噴射ヘッドでは、液滴の吐出量ばらつきが生じ得る。これは、圧力室やノズル開口等の液体流路に関し、この液体流路が極めて微細な形状に形成されていることによる。即ち、極く微細であるために、寸法ばらつきや取付公差が大きくならざるを得ず、これに起因して吐出量ばらつきが生じる。
【０００４】
このような吐出量ばらつきは、液体噴射装置の性能を向上させる上で障害となり得る。例えば、上記の画像記録装置においては、インク滴の吐出量が相違することでドットの大きさが不揃いとなり、画像にざらつき感やムラが生じてしまう可能性があった。従って、液体噴射装置に求められる性能を向上させるためには、吐出量ばらつきを一層小さくすることが求められる。この場合において、液体噴射ヘッドを構成する各部品の寸法精度や部品同士の取付精度を高めることが考えられるが、圧力室等が極く微細な形状であるため現実的ではない。
そこで、圧力発生素子を駆動するための駆動信号を複数種類発生させ、液滴の吐出特性に応じて供給する駆動信号を切り替える構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−５８７１０号公報（第６頁，第１図，第５図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来装置では、複数種類の駆動信号を発生可能な駆動信号発生手段を設ける必要がある。また、複数種類の駆動信号の中から１つの駆動信号を選択する波形選択部を制御対象毎に設ける必要がある。例えば、この波形選択部を、ノズル開口やノズル列毎に設ける必要がある。このため、装置構成が複雑化して設計の自由度が損なわれてしまうという問題があった。また、装置構成が複雑化することにより、装置のコストアップにつながってしまうという問題もあった。
【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、液滴の吐出量ばらつきを簡単な構成で調整できる液体噴射装置、及びその液滴吐出制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、圧力発生素子の作動によって圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ、該圧力変動を利用することでノズル開口から液滴を吐出可能な液体噴射ヘッドと、
液滴を吐出させるための吐出パルスを含んだ一連の駆動信号を発生可能な駆動信号発生手段と、
前記駆動信号の中から必要なパルスを選択して圧力発生素子に供給するパルス供給手段とを有する液体噴射装置において、
前記液体噴射ヘッドの個体差に起因する吐出液量の偏差情報を識別情報として記憶可能な識別情報記憶手段を設け、
前記駆動信号発生手段は、液滴を吐出させない程度の圧力変動を圧力室内の液体に生じさせてメニスカスを移動させる予備パルスを、前記吐出パルス及びメニスカスを微振動させる微振動パルスとは別個独立して吐出パルスとの間に基準電位で一定な間隔を設けた状態で吐出パルスに先立って発生し、前記微振動パルスを、前記吐出パルス及び前記予備パルスよりも前に発生し、
前記予備パルスは、基準電位から予備最大電位まで一定の電位勾配で電位を上昇させる電位上昇要素と、予備最大電位を維持する定電位要素と、予備最大電位から基準電位まで一定の電位勾配で電位を下降させる電位下降要素とを含む台形状のパルスであって、前記微振動パルスとは異なる形状に設定され、
前記パルス供給手段は、液滴を吐出しない場合に前記微振動パルスのみを選択して圧力発生素子へ供給し、液滴を吐出する場合に前記識別情報に基づいて前記予備パルスの圧力発生素子への供給又は非供給を制御することにより液滴の吐出量を調整することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、圧力発生素子の作動によって圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ、該圧力変動を利用することでノズル開口から液滴を吐出可能な液体噴射ヘッドと、
液滴を吐出させるための吐出パルスを含んだ一連の駆動信号を発生可能な駆動信号発生手段と、
前記駆動信号の中から必要なパルスを選択して圧力発生素子に供給するパルス供給手段とを有する液体噴射装置の液滴吐出制御方法において、
前記液体噴射ヘッドの個体差に起因する吐出液量の偏差情報を識別情報として識別情報記憶手段に記憶し、
液滴を吐出させない程度の圧力変動を圧力室内の液体に生じさせてメニスカスを移動させる予備パルスを、前記吐出パルス及びメニスカスを微振動させる微振動パルスとは別個独立して吐出パルスとの間に基準電位で一定な間隔を設けた状態で吐出パルスに先立って発生させ、前記微振動パルスを、前記吐出パルス及び前記予備パルスよりも前に発生させ、
前記予備パルスを、基準電位から予備最大電位まで一定の電位勾配で電位を上昇させる電位上昇要素と、予備最大電位を維持する定電位要素と、予備最大電位から基準電位まで一定の電位勾配で電位を下降させる電位下降要素とを含む台形状のパルスであって、前記微振動パルスとは異なる形状に設定し、
液滴を吐出しない場合に前記微振動パルスのみを選択して圧力発生素子へ供給し、液滴を吐出する場合に前記識別情報に基づいて前記予備パルスの圧力発生素子への供給又は非供給を制御することにより液滴の吐出量を調整することを特徴とする。
【００１０】
これらの発明によれば、駆動信号発生手段は、予備パルスを、吐出パルス及びメニスカスを微振動させる微振動パルスとは別個独立して吐出パルスとの間に基準電位で一定な間隔を設けた状態で吐出パルスに先立って発生し、微振動パルスを、吐出パルス及び予備パルスよりも前に発生し、予備パルスは、基準電位から予備最大電位まで一定の電位勾配で電位を上昇させる電位上昇要素と、予備最大電位を維持する定電位要素と、予備最大電位から基準電位まで一定の電位勾配で電位を下降させる電位下降要素とを含む台形状のパルスであって、微振動パルスとは異なる形状に設定され、パルス供給手段は、液滴を吐出しない場合に微振動パルスのみを選択して圧力発生素子へ供給し、液滴を吐出する場合に識別情報記憶手段に記憶された識別情報に基づいて予備パルスの圧力発生素子への供給又は非供給を制御する。ここで、予備パルスが圧力発生素子に供給されるとメニスカスが液滴吐出方向或いは引き込み方向に振動するため、吐出パルスの供給開始時点におけるメニスカスの状態（位置）に応じて液滴の吐出特性を制御することができる。
例えば、吐出パルスの供給開始時点において、メニスカスが定常状態よりも液滴吐出側に盛り上がっていた場合には、液滴の量は定常状態から吐出パルスを供給した場合よりも増加する。例えば、予備パルスを使用しなかった場合よりも吐出液量が増加する。反対に、吐出パルスの供給開始時点において、メニスカスが定常状態よりも圧力室側に引き込まれていた場合には、液滴の量は定常状態から吐出パルスを供給した場合よりも減少する。従って、予備パルスの供給を制御することで、吐出される液滴の量を制御することができる。
【００１１】
このように、駆動信号に予備パルスを含め、識別情報に応じて予備パルスの圧力発生素子への供給又は非供給を制御することで、液滴の吐出特性が調整できる。即ち、駆動信号発生手段及びパルス供給手段によって吐出特性の調整ができる。そして、これらの駆動信号発生手段及びパルス供給手段は既存の構成を流用できるので、装置構成の簡素化が図れる。
【００１２】
また、上記発明において、駆動信号発生手段から発生させる駆動信号の波形形状を設定可能な波形設定手段を設け、識別情報に基づいて予備パルスの波形形状を設定する構成が好ましい。例えば、識別情報に基づいて予備パルスの波高値を設定する。また、識別情報に基づいて、電位上昇要素と電位下降要素の少なくとも一方の要素の電位勾配を設定する。このように構成すると、吐出パルスの供給開始時点におけるメニスカスの状態を制御することができ、液滴の吐出特性をより高い精度で揃えることができる。
【００１３】
また、上記発明において、前記識別情報に基づき、前記予備パルスから前記吐出パルスまでの時間間隔を設定する構成とすることが好ましい。この構成では、メニスカスの状態は予備パルスの供給終了時点からの経過時間に応じても変化するので、吐出パルスの供給開始時点におけるメニスカスの状態を制御することができ、液滴の吐出特性をより高い精度で揃えることができる。
【００１４】
また、上記発明において、前記液体噴射ヘッドは、複数のノズル開口を列設してなるノズル列を複数列備え、前記識別情報を複数のノズル列のそれぞれに対応させて設定し、前記パルス供給手段による予備パルスの供給制御を、ノズル列単位で行う構成が好ましい。また、前記識別情報を複数のノズル開口のそれぞれに対応させて設定し、前記パルス供給手段による予備パルスの供給制御を、ノズル開口単位で行う構成が好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では液体噴射装置の一形態である画像記録装置、詳しくは、インクジェット式プリンタを例に挙げて説明することにする。
【００１６】
図１は、このプリンタの電気的構成を説明するブロック図である。この図１に示すように、プリンタは、プリンタコントローラ１と、プリントエンジン２とを備えている。プリンタコントローラ１は、図示しないホストコンピュータ等からの印刷データ等を受信するインターフェース（外部Ｉ／Ｆ）３と、各種データの記憶等を行うＲＡＭ４と、各種データ処理のためのルーチン等を記憶したＲＯＭ５と、ＣＰＵ等からなる制御部６と、クロック信号（ＣＫ）を発生する発振回路７と、記録ヘッド８へ供給するための駆動信号（ＣＯＭ）を発生する駆動信号発生回路９と、搭載される記録ヘッド８の吐出インク量に関する情報や駆動電圧に関する情報を記憶可能な識別情報記憶部１０と、印字データ（ドットパターンデータであり、噴射データの一種。）及び駆動信号等をプリントエンジン２に送信するためのインターフェース（内部Ｉ／Ｆ）１１とを備えている。
【００１７】
外部Ｉ／Ｆ３は、例えばキャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータのいずれか１つのデータ又は複数のデータからなる印刷データをホストコンピュータ等から受信する。また、外部Ｉ／Ｆ３は、ホストコンピュータに対してビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）等を出力する。ＲＡＭ４は、受信バッファ、中間バッファ、出力バッファ、或いはワークメモリ（図示せず）等として利用されるものである。受信バッファには、外部Ｉ／Ｆ３が受信したホストコンピュータからの印刷データが一時的に記憶される。中間バッファには、制御部６によって変換された中間コードデータが記憶される。出力バッファには、記録ヘッド８にシリアル伝送される印字データが展開される。ＲＯＭ５は、制御部６によって実行される各種制御ルーチン、フォントデータ及びグラフィック関数、各種手続き等を記憶している。
【００１８】
制御部６は、データ展開手段として機能し、印刷データを印字データに展開する。この場合、制御部６は、受信バッファ内の印刷データを読み出して中間コードデータに変換し、この中間コードデータを中間バッファに記憶する。そして、制御部６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、ＲＯＭ５内のフォントデータやグラフィック関数等を参照して中間コードデータをドット毎の印字データに展開する。本実施形態では、この印字データを２ビットデータで構成している。この展開された印字データは出力バッファに記憶されて、一回の主走査に相当する１行分の印字データが得られると、この１行分の印字データ（ＳＩ）は内部Ｉ／Ｆ１１を通じて記録ヘッド８にシリアル伝送される。そして、出力バッファから１行分の印字データが送信されると、中間バッファの内容が消去されて次の中間コードデータに対する変換が行われる。
【００１９】
また、制御部６は、タイミング信号発生手段の一部を構成し、内部Ｉ／Ｆ１１を通じて記録ヘッド８にラッチ信号（ＬＡＴ）やチャンネル信号（ＣＨ）を供給する。これらのラッチ信号やチャンネル信号は、後述するように、駆動信号（ＣＯＭ）に含まれる駆動パルスの供給開始タイミングを規定する。
さらに、制御部６は、波形設定手段としても機能し、駆動信号発生回路９を制御することにより、この駆動信号発生回路９から発生される駆動信号の波形形状を設定する。
【００２０】
上記の駆動信号発生回路９は、本発明における駆動信号発生手段の一種であり、制御部６による制御の下、複数の駆動パルス（ＤＰ１〜ＤＰ３，ＳＰ１〜ＳＰ２，ＯＰ，図６参照）を含んだ一連の駆動信号を記録周期Ｔ毎に繰り返し発生する。本実施形態の駆動信号発生回路９は、１種類の駆動信号を記録ヘッド８の各電気駆動系１２（１２Ａ〜１２Ｄ）に供給する構成である。なお、この駆動信号については後で詳しく説明する。
【００２１】
上記の識別情報記憶部１０は、本発明の識別情報記憶手段の一種であり、プリンタに対する電源の供給が絶たれても記憶内容が保持可能な不揮発性の記憶素子が用いられる。例えば、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュＲＡＭ、或いは、バックアップ電源に接続されたＲＡＭ等によって構成される。本実施形態では、この識別情報記憶部１０に、波高値オフセット情報（Ｖｐオフセット）、駆動電圧オフセット情報（Ｖｈオフセット）、仮駆動電圧情報を記憶させている。
ここで、波高値オフセット情報は、ノズル列３４（図４参照）毎の吐出インク量の偏差を示す情報である。この波高値オフセット情報は、本発明の識別情報の一種であって吐出量識別情報でもある。そして、この波高値オフセット情報は、記録ヘッド８の検査工程等によって付与される（後述する）。
【００２２】
上記のプリントエンジン２は、ヘッド走査機構が備えるパルスモータ１３と、紙送り機構が備える紙送りモータ１４と、記録ヘッド８等から構成される。パルスモータ１３は、記録ヘッド８を移動させる駆動源として機能する。即ち、このパルスモータ１３を作動させることで、記録ヘッド８は記録紙の幅方向（つまり、主走査方向）に移動される。また、紙送りモータ１４は、記録紙を紙送り方向（つまり、副走査方向）順次送り出すための駆動源として機能する。そして、これらのパルスモータ１３と紙送りモータ１４は互いに連携して動作し、記録ヘッド８の主走査に連動させて記録紙を順次送り出す。記録ヘッド８は、本発明の液体噴射ヘッドの一種であり、液体状のインクを吐出するものである。以下、この記録ヘッド８について詳細に説明する。
【００２３】
まず、図２〜図４を参照して記録ヘッド８の構造について説明する。図２に示すように、記録ヘッド８は、複数の圧電振動子２１からなる振動子群２２、固定板２３、及び、フレキシブルケーブル２４等をユニット化した振動子ユニット２５と、この振動子ユニット２５を収納可能なケース２６と、ケース２６の先端面に接合される流路ユニット２７とを備えている。
【００２４】
ケース２６は、振動子ユニット２５を収納するための収納空部２８を形成した合成樹脂製のブロック状部材である。この収納空部２８は、振動子ユニット２５が丁度収まる程度の扁平な開口形状をしており、ケース２６の高さ方向を貫通した状態に形成されている。上記の振動子ユニット２５は、固定板２３を収納空部２８の壁面に接着することで収納空部２８内に固定されている。そして、この接着状態で圧電振動子２１の先端面部は、収納空部２８における流路ユニット２７側の開口に臨む。
【００２５】
振動子群２２を構成する各圧電振動子２１は、本発明の圧力発生素子の一種であり、電気機械変換素子の一種でもある。本実施形態の各圧電振動子２１は、３０μｍ〜１００μｍ程度の極めて細い幅の櫛歯状に設けられている。この振動子群２２は、例えば、圧電体層と内部電極層とを交互に積層した一枚の圧電板を固定板２３に接合した後、ワイヤーソー等の切断具によって圧電板を櫛歯状に切り分けることで作製される。そして、各圧電振動子２１は、基端側部分が固定板２３上に接合されており、自由端部を固定板２３の縁よりも外側に突出させた片持ち梁の状態で取り付けられている。
【００２６】
各圧電振動子２１の自由端部は、圧電体層に加えられた電界に応じて、素子長手方向に伸縮する。そして、各圧電振動子２１の先端面部は流路ユニット２７の島部２９に接合されているので、圧電振動子２１が伸縮するとその圧電振動子２１に接合された島部２９が変位する。一方、各圧電振動子２１の基端側部分の表面にはフレキシブルケーブル２４が電気的に接続されている。そして、各圧電振動子２１にはこのフレキシブルケーブル２４を通じて駆動信号が供給される。
【００２７】
流路ユニット２７は、図３にも示すように、流路形成基板３０の一方の表面にノズルプレート３１を接合し、このノズルプレート３１とは反対側となる他方の表面に弾性板３２を接合することで構成されている。
【００２８】
ノズルプレート３１は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル開口３３を列状に開設したステンレス鋼製の薄いプレートである。本実施形態では、９０ｄｐｉのピッチで９０個のノズル開口３３を列状に開設し、これらのノズル開口３３によってノズル列３４を構成する。そして、このノズル列３４を、吐出可能なインクの種類（例えば色）に対応させて複数列形成する。例えば、図４中の左端に位置する第１ノズル列３４Ａから右端に位置する第４ノズル列３４Ｄまでの合計４列のノズル列３４を横並びに形成する。
【００２９】
そして、本実施形態では、各ノズル列３４から異なる色のインクを吐出可能に構成している。例えば、第１ノズル列３４Ａからはブラックインクを、第２ノズル列３４Ｂからはシアンインクをそれぞれ吐出可能に構成している。また、第３ノズル列３４Ｃからはマゼンタインクを、第４ノズル列３４Ｄからはイエローインクをそれぞれ吐出可能に構成している。また、上記の振動子ユニット２５は、これらのノズル列３４毎に設けられている。即ち、例示した記録へッドは、４個の振動子ユニット２５を有している。なお、ノズル列３４及び振動子ユニット２５の数は４に限らない。例えば、３以下であってもよいし、５以上であってもよい。
【００３０】
流路形成基板３０は、圧力室３５となる空部やインク供給口３６となる溝部、及び、リザーバ（共通インク室）３７となる空部などを形成した板状の部材である。この流路形成基板３０は、例えばシリコンウェハーをエッチング加工したり、金属板をプレス加工することによって作製される。上記の圧力室３５は、ノズル開口３３の列設方向（即ち、ノズル列方向）に対して直交する方向に細長い室であり、偏平な凹室で構成されている。そして、この圧力室３５は、流路幅が圧力室３５よりも狭いインク供給口３６を通じてリザーバ３７に連通されている。また、インク供給口３６とは反対側の端部で圧力室３５は、ノズル連通口３８を通じてノズル開口３３に連通している。従って、この記録へッドには、リザーバ３７から圧力室３５を通じてノズル開口３３に至る一連のインク流路が、ノズル開口３３に対応する複数形成される。
【００３１】
弾性板３２には、圧力室３５の一方の開口面を封止するダイヤフラム部と、リザーバ３７の一方の開口面を封止するコンプライアンス部とが設けられている。この弾性板３２は、例えば、ステンレス製の支持板３９上にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＩ（ポリイミド）等の樹脂フィルム４０をラミネート加工した二重構造である。そして、ダイヤフラム部として機能する部分、即ち、圧力室３５の開口を封止する部分の支持板３９を環状にエッチング加工し、圧電振動子２１の先端面部を接合するための島部２９と、この島部２９を囲う薄肉弾性部とを形成する。また、コンプライアンス部として機能する部分、即ち、リザーバ３７の開口面を封止する部分の支持板３９をエッチング加工で除去して樹脂フィルム４０だけにしている。
【００３２】
このような構成を有する記録ヘッド８では、圧電振動子２１を放電して振動子長手方向に伸長させると、島部２９がノズルプレート３１側に押圧されて変位する。これにより、ダイヤフラム部の薄肉弾性部が変形して圧力室３５が収縮する。一方、圧電振動子２１を充電して振動子長手方向に収縮させると、島部２９が戻り方向に変位する共に薄肉弾性部が変形して圧力室３５が膨張する。そして、圧力室３５の膨張や収縮を制御することで、圧力室３５内のインク圧力を変動させることができ、ノズル開口３３からインク滴を吐出させることができる。
【００３３】
次に、記録ヘッド８の電気的構成について説明する。図１に示すように、記録ヘッド８は、ノズル列３４に対応する数の電気駆動系１２を備えている。本実施形態の記録ヘッド８は４列のノズル列３４を有しているので、４つの電気駆動系１２Ａ〜１２Ｄが備えている。各電気駆動系１２はいずれも同じ構成であり、例えば図５に示すように、第１シフトレジスタ５１及び第２シフトレジスタ５２からなるシフトレジスタ回路と、第１ラッチ回路５３と第２ラッチ回路５４とからなるラッチ回路と、デコーダ５５と、制御ロジック５６と、レベルシフタ５７と、スイッチ回路５８と、圧電振動子２１とを備えている。そして、各シフトレジスタ５１，５２、各ラッチ回路５３，５４、デコーダ５５、スイッチ回路５８、及び、圧電振動子２１は、それぞれ記録ヘッド８の各ノズル開口３３に対応して複数設けられる。
【００３４】
そして、この記録ヘッド８は、プリンタコントローラ１からの印字データ（ＳＩ）に基づいてインク滴を吐出する。具体的に説明すると、次の通りである。
【００３５】
プリンタコントローラ１からの印字データは、発振回路７からのクロック信号（ＣＫ）に同期して、内部Ｉ／Ｆ１１から第１シフトレジスタ５１及び第２シフトレジスタ５２にシリアル伝送される。この印字データは、上記したように２ビットのデータであり、本実施形態では、非記録、小ドット、中ドット、大ドットからなる４階調を表す階調情報によって構成されている。具体的には、非記録が階調情報［００］であり、小ドットが階調情報［０１］であり、中ドットが階調情報［１０］であり、大ドットが階調情報［１１］である。なお、この印字データは、吐出される液滴の量を示す吐出量情報の一種でもある。
【００３６】
この印字データは、各ノズル開口３３毎に設定される。即ち、そのノズル列に属する全ノズル開口３３の下位ビット（Ｌ）のデータが第１シフトレジスタ５１に入力され、上位ビット（Ｈ）のデータが第２シフトレジスタ５２に入力される。第１シフトレジスタ５１には第１ラッチ回路５３が電気的に接続され、第２シフトレジスタ５２には第２ラッチ回路５４が電気的に接続されている。そして、プリンタコントローラ１からのラッチ信号（ＬＡＴ）が各ラッチ回路５３，５４に入力されると、第１ラッチ回路５３は印字データの下位ビットのデータをラッチし、第２ラッチ回路５４は印字データの上位ビットのデータをラッチする。このような動作をする第１シフトレジスタ５１及び第１ラッチ回路５３の組と、第２シフトレジスタ５２及び第２ラッチ回路５４の組は、それぞれが記憶回路を構成し、デコーダ５５に入力される前の印字データを一時的に記憶する。
【００３７】
各ラッチ回路５３，５４でラッチされた印字データはデコーダ５５に入力される。このデコーダ５５は翻訳手段として機能し、２ビットの印字データを翻訳してパルス選択情報を生成する。本実施形態のデコーダ５５は、印字データと駆動パルスとの関係を規定する波形選択テーブルを備えており、この波形選択テーブルに基づいてパルス選択情報を生成する。パルス選択情報は、駆動信号（ＣＯＭ）を構成する各駆動パルス（ＤＰ１〜ＤＰ３，ＳＰ１〜ＳＰ２，ＯＰ，）に各ビットを対応させることで構成されている。このため、本実施形態では、６ビットのパルス選択情報が生成される。そして、各ビットの内容（例えば、［０］，［１］）に応じて圧電振動子２１に対する駆動パルスの供給或いは非供給が選択される。なお、駆動パルスの供給制御については後で詳しく説明する。
【００３８】
また、デコーダ５５には、制御ロジック５６からのタイミング信号も入力されている。この制御ロジック５６は、制御部６と共にタイミング信号発生手段として機能しており、ラッチ信号（ＬＡＴ）やチャンネル信号（ＣＨ）に基づいてタイミング信号を発生する。即ち、この制御ロジック５６は、図６に示すように、ラッチ信号或いはチャンネル信号を受信する毎にタイミング信号（ＴＩＭ）を発生する。
【００３９】
デコーダ５５によって翻訳されたパルス選択情報は、上位ビット側から順に、タイミング信号の受信タイミングが到来する毎に、レベルシフタ５７に入力される。例えば、記録周期Ｔにおける最初のタイミング（期間Ｔ１の開始時）ではパルス選択情報の最上位ビットのデータがレベルシフタ５７に入力され、２番目のタイミング（期間Ｔ２の開始時）ではパルス選択情報における２番目のビットのデータがレベルシフタ５７に入力される。以下同様にデータが入力され、６番目のタイミング（期間Ｔ６の開始時）ではパルス選択情報における最下位ビットのデータがレベルシフタ５７に入力される。このレベルシフタ５７は、電圧増幅器として機能し、パルス選択情報が［１］の場合には、スイッチ回路５８を駆動できる電圧、例えば数十ボルト程度の電圧に昇圧された電気信号を出力する。レベルシフタ５７で昇圧された［１］のパルス選択情報は、スイッチ手段として機能するスイッチ回路５８に供給される。このスイッチ回路５８の入力側には、駆動信号発生回路９からの駆動信号（ＣＯＭ）が供給されており、スイッチ回路５８の出力側には圧電振動子２１が接続されている。
【００４０】
そして、パルス選択情報は、スイッチ回路５８の作動、つまり、駆動パルスの圧電振動子２１への供給を制御する。例えば、スイッチ回路５８に加わるパルス選択情報が［１］である期間中は、スイッチ回路５８が接続状態になって駆動パルスが圧電振動子２１に供給され、この駆動パルスに倣って圧電振動子２１の電位レベルが変化する。一方、スイッチ回路５８に加わるパルス選択情報が［０］の期間中は、レベルシフタ５７からはスイッチ回路５８を作動させるための電気信号が出力されない。このため、スイッチ回路５８が切断状態になって圧電振動子２１へは駆動パルスが供給されない。なお、圧電振動子２１はコンデンサの様に振る舞うので、スイッチ回路５８の切断状態において切断直前の電位を保持し続ける。
【００４１】
そして、このような動作をする制御ロジック５６、デコーダ５５、レベルシフタ５７、スイッチ回路５８は、本発明におけるパルス供給手段の一種として機能し、印字データに基づき、駆動信号の中から駆動パルスを選択して圧電振動子２１に供給する。
【００４２】
次に、駆動信号発生回路９（駆動信号発生手段の一種）が生成する駆動信号（ＣＯＭ）について説明する。
【００４３】
図６に示すように、本実施形態の駆動信号発生回路９は、３つの吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３と、２つの予備パルスＳＰ１，ＳＰ２と、１つの微振動パルスＯＰとを含む一連の駆動信号を発生する。即ち、記録周期Ｔを６つの期間Ｔ１〜Ｔ６に区切り、１つの期間内に１つのパルスを発生させている。具体的には、第１期間Ｔ１では微振動パルスＯＰを発生し、第２期間Ｔ２では第１吐出パルスＤＰ１を発生する。そして、第３期間Ｔ３では第１予備パルスＳＰ１を発生し、第４期間Ｔ４では第２吐出パルスＤＰ２を発生する。また、第５期間Ｔ５では第２予備パルスＳＰ２を発生し、第６期間Ｔ６では第３吐出パルスＤＰ３を発生する。
【００４４】
上記の吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３は、インク滴を吐出させるためのパルスである。この吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３が圧電振動子２１に供給されると、所定量のインク滴がノズル開口３３から吐出される。上記の予備パルスＳＰ１，ＳＰ２は、吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３によって吐出されるインク滴の量を調整するためのパルスであり、吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３に先立って発生される。上記の微振動パルスＯＰは、ノズル開口３３付近のインク増粘を防止するためのパルスであり、インク滴を吐出させない場合に選択される。以下、これらの駆動パルスについて詳細に説明する。
【００４５】
まず、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３について説明する。本実施形態において、各吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３は、同一の波形形状とされている。具体的には、図７（ａ）に示すように、中間電位ＶＭ（基準電位の一種）から最大電位ＶＨまでインク滴を吐出させない程度の一定勾配で電位を上昇させる膨張要素Ｐ１と、最大電位ＶＨを所定時間保持する膨張ホールド要素Ｐ２と、最大電位ＶＨから最低電位ＶＬまで急勾配で電位を下降させる吐出要素Ｐ３と、最低電位ＶＬを所定時間保持する制振ホールド要素Ｐ４と、最低電位ＶＬから中間電位ＶＭまで電位を上昇させる制振要素Ｐ５とを備える。
そして、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３が圧電振動子２１に供給されると、ノズル開口３３からは、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３が供給される毎に７ｐｌ（ピコリットル）前後のインク滴が吐出される。なお、「７ｐｌ前後」とは、流路形成基板３０やノズルプレート３１等の寸法ばらつきや取付公差によって、インク滴の吐出量等にばらつきが生じ得ることを意味している。
【００４６】
以下、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の供給に伴うインク滴の吐出について詳細に説明する。まず、膨張要素Ｐ１の供給によって圧力室３５は、中間電位ＶＭに対応する定常容積から最大電位ＶＨに対応する最大容積まで膨張する。この圧力室３５の膨張により、図７（ｂ）に示すように、メニスカスの位置は定常状態（［０］で示す位置）から圧力室３５側（［−］で示す方向）に引き込まれる。この圧力室３５の膨張状態は、膨張ホールド要素Ｐ２の供給期間中に亘って維持される。この期間中においてメニスカスは自由振動し、移動方向が吐出側（［＋］で示す方向）に切り替わる。
次に、吐出要素Ｐ３が供給されて、圧力室３５は、最大容積から最低電位ＶＬに対応する最小容積まで急激に収縮し、圧力室３５内のインクが加圧される。この加圧によってメニスカスは、吐出方向に急速に移動する。続いて、制振ホールド要素Ｐ４が供給され、圧力室３５はこの制振ホールド要素Ｐ４の供給期間中に亘って収縮状態に維持される。その間メニスカスは、慣性力によって吐出要素Ｐ３の供給後も吐出側に移動し続ける。その結果、柱状となったメニスカスの先端部分がちぎれ、インク滴となって吐出する。また、先端部分がちぎれた反動により、残った部分は圧力室３５側へ急速に移動する。
その後は、制振要素Ｐ５の供給によって圧力室３５が定常容積まで膨張復帰する。この制振要素Ｐ５は、圧力室３５側に引き込まれたメニスカスが反転して吐出側に移動するタイミングで供給されるので、メニスカスの吐出側への移動力を吸収するように作用する。その結果、メニスカスの振動が短時間で収束される。
【００４７】
次に、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２について説明する。図８（ａ）に示すように、この予備パルスＳＰ１，ＳＰ２は、中間電位ＶＭ（基準電位の一種）から予備最大電位ＶＰまで一定の電位勾配で電位を上昇させる予備膨張要素Ｐ１１（電位上昇要素の一種）と、予備最大電位ＶＰを維持する予備ホールド要素Ｐ１２（定電位要素の一種）と、予備最大電位ＶＰから中間電位ＶＭまで一定の電位勾配で電位を下降させる予備収縮要素Ｐ１３（電位下降要素の一種）とを含む台形状のパルスである。そして、本実施形態では、予備膨張要素Ｐ１１の電位勾配（登り傾斜の角度）を、予備収縮要素Ｐ１３の電位勾配（下り傾斜の角度）よりも急峻に設定している。
【００４８】
上記の予備パルスＳＰ１，ＳＰ２が圧電振動子２１に供給されると、インク滴を吐出させない程度の圧力変動が圧力室３５内のインクに生じ、メニスカスが移動する。例えば、図８（ｂ）に示すように、予備膨張要素Ｐ１１が圧電振動子２１に供給されると圧電振動子２１が多少収縮して圧力室３５が膨張し、メニスカスが圧力室３５側に引き込まれる。この時、メニスカスの引き込み量は、予備膨張要素Ｐ１１の印加電圧（電位差）及び電位勾配（発生時間）によって規定される。本実施形態では、この予備膨張要素Ｐ１１の印加電圧、即ち、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の駆動電圧Ｖｈ（最大電位ＶＨと最低電位ＶＬの電位差）を基準に定めている。具体的には、予備膨張要素Ｐ１１の印加電圧を駆動電圧Ｖｈの２．５％〜２５％以下の範囲で定めている。そして、この印加電圧の値は、予備パルスを使用しない状態におけるノズル列３４毎のインク量に基づいて定められる。
【００４９】
続いて、予備ホールド要素Ｐ１２が圧電振動子２１に供給される。これにより、圧電振動子２１の収縮状態が維持され、圧力室３５の膨張状態も維持される。そして、この期間中においてメニスカスは自由振動する。次に、予備収縮要素Ｐ１３が供給されて圧電振動子２１が伸長し、圧力室３５が定常容積まで収縮する。ここで、圧力室３５の収縮タイミングは、メニスカスの移動方向がインク滴の吐出方向に切り替わった後に設定される。従って、メニスカスは、圧力室３５の収縮によって後押しされた状態となり、吐出方向へ円滑に移動する。その結果、予備収縮要素Ｐ１３の供給終了後、圧力室３５が定常容積で維持されている期間においてもメニスカスは自由振動し、吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３の供給開始時点において定常状態よりも盛り上がった状態になる。
【００５０】
従って、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３に先立って供給することで、吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３の供給開始時点におけるメニスカスの状態、即ち、定常状態に対する盛り上がりの度合いを制御できる。そして、メニスカスの盛り上がりを制御できることから、吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３の供給に伴う吐出インク量を変化させることができる。即ち、同じ波形形状の吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３を用いながらも、吐出されるインク量を予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の非使用時よりも増やすことができる。これは、メニスカスの盛り上がり状態の差がインク量の差になったことによる。例えば、図８（ｂ）に示すように、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の使用時におけるメニスカスの振幅（実線）は、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の非使用時におけるメニスカスの振幅（一点鎖線）よりも大きくなる。そして、この振幅の差がインク滴の吐出量の差となって現れたものと考えられる。
【００５１】
ところで、吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３の供給開始時点におけるメニスカスの状態は、予備膨張要素Ｐ１１の印加電圧、言い換えれば、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを変えることで調整することができる。例えば、図９（ａ）に示すように、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを図８（ａ）の予備パルス（一点鎖線）の波高値Ｖｐよりも△Ｖだけ上昇させた場合には、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の供給に伴うメニスカスの振幅もその分だけ大きくなる。従って、吐出パルスＤＰ１，ＤＰ２の供給開始時点において、メニスカスをその分だけ盛り上げることができる。
その結果、図９（ｂ）に示すように、波高値Ｖｐを標準よりも高めた予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を用いた場合のメニスカスの振幅（実線）は、標準の波高値Ｖｐに設定した場合のメニスカスの振幅（一点鎖線）よりも大きくなる。そして、この振幅の差がインク滴の吐出量の差となって現れるため、波高値Ｖｐを高めた予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を用いることでインク滴の吐出量を増やすことができる。
【００５２】
次に、上記の微振動パルスＯＰについて説明する。この微振動パルスＯＰは、図６に示すように、微振動膨張要素Ｐ２１と、微振動ホールド要素Ｐ２２と、微振動収縮要素Ｐ２３とからなる台形状のパルスである。この微振動パルスＯＰは、上記したように、インク滴を吐出させない場合に選択されるものである。そして、この微振動パルスＯＰが圧電振動子２１に供給されると、インク滴を吐出させない程度の圧力変動が圧力室３５内のインクに励起される。これにより、メニスカスが微振動し、ノズル開口３３付近のインクが攪拌されてインクの増粘が防止される。
【００５３】
ところで、この微振動パルスＯＰは、インク滴を吐出させない程度に圧力室３５内のインクに圧力変動を生じさせている点で予備パルスＳＰ１，ＳＰ２と共通している。しかし、微振動パルスＯＰは、メニスカスの振動をできるだけ長い期間に亘って持続させるべく波形形状が設定されているのに対し、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２は、吐出パルスＤＰの供給開始時点においてメニスカスを所望の状態にすべく波形形状が設定されている点で相違する。このように、微振動パルスＯＰと予備パルスＳＰ１，ＳＰ２とは使用目的が相違するため、本実施形態では、微振動パルスＯＰ及び予備パルスＳＰ１，ＳＰ２のそれぞれを専用波形として構成している。
【００５４】
次に、上記プリンタにおけるインク滴の吐出制御（階調制御）について説明する。本実施形態において制御部６（波形設定手段）は、ノズル列３４毎のインク吐出量に応じて予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを設定する。このため、インク吐出量から予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを設定する手順について以下説明する。
【００５５】
制御部６は、識別情報記憶部１０に記憶された波高値オフセット情報に基づいて予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを設定する。ここで、波高値オフセット情報の決定手順について説明する。
【００５６】
この波高値オフセット情報は、上記したように、記録ヘッド８の検査工程等によって決定され、識別情報記憶部１０に記憶されるものである。本実施形態において、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐは吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の駆動電圧Ｖｈ（波高値Ｖｐ）を基準に定められる。このため、まず、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の仮駆動電圧Ｖｈ´を決定する。ここでは、一記録周期Ｔで吐出される合計のインク量が２０ｐｌとなるように、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の仮駆動電圧Ｖｈ´を決定する。
例えば、記録ヘッド８が有する全てのノズル開口３３から規定数のインク滴を吐出させ、その重量を測定する。具体的には、吐出させたインク滴をシャーレ等の捕集容器にて捕集し、電子天秤等を用いて重量を測定する。そして、この測定したインク重量とインク滴の吐出回数との関係から一記録周期Ｔあたりの吐出インク重量を算出し、一記録周期Ｔあたりの吐出インク重量が２０．０ｐｌとなった電圧値を仮駆動電圧Ｖｈ´に決定する。
なお、このようにして決定された仮駆動電圧Ｖｈ´は、識別情報記憶部１０に記憶される。
【００５７】
吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の仮駆動電圧Ｖｈ´を決定したならば、初期重量比情報を決定する。ここでは、まず、各ノズル列３４毎にインク滴を吐出させて吐出重量を測定する。この場合の測定手順は、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の仮駆動電圧Ｖｈ´を決定する場合と同様であり、測定対象のノズル列３４に属する全てのノズル開口３３から所定数のインク滴を吐出させて合計のインク重量を測定し、１滴あたりのインク重量を取得する。なお、この測定において、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の駆動電圧Ｖｈは、先に決定した仮駆動電圧Ｖｈ´とする。
１滴当たりのインク重量を取得したならば、次式（１）に基づいて初期重量比を算出する。
【００５８】
初期重量比＝(対象列の測定重量／設計重量値×100)−100 … (1)
【００５９】
例えば、図１０（ａ）に示す記録ヘッド８では、第１ノズル列３４Ａの初期重量比が７．０％である。これは、インク滴の吐出重量が平均値（設計値）よりも７．０％多いノズル列３４であることを意味する。また、第２ノズル列３４Ｂ〜第４ノズル列３４Ｄの初期重量比は、それぞれ−２．０％，−５．０％，１．０％である。従って、第２ノズル列３４Ｂの吐出重量は平均値よりも２．０％少なく、第３ノズル列３４Ｃの吐出重量は平均値よりも５．０％少ない。また、第４ノズル列３４Ｄの吐出重量は平均値よりも１．０％多い。
【００６０】
初期重量比情報を求めたならば、波高値オフセット情報（Ｖｐオフセット）を取得する。波高値オフセット情報を取得するにあたり、各ノズル列３４を、初期重量比の最大値に近いグループと、最小値に近いグループとに分ける。図１０（ａ）の例では、第１ノズル列３４Ａが最大値であり、第３ノズル列３４Ｃが最小値である。そして、第２ノズル列３４Ｂは最小値に近いので最小値グループに分類する。なお、第４ノズル列３４は、最大値との差と最小値との差が等しいので、いずれのグループに分けることもできるが、便宜上何れかのグループに分類する。本実施形態では、最大値グループと最小値グループとに属するノズル列３４の数を揃えるべく、第４ノズル列３４を最大値グループに分類している。
【００６１】
ノズル列３４を分類したならば、グループ毎に初期重量比の平均値を算出する。そして、最小値グループの平均値から最小値グループの平均値を減算し、得られた値を最小値グループのノズル列３４に与えるオフセット値とする。そして、このオフセット値が波高値オフセット情報となる。
図１０（ａ）の例では、最大値グループの平均重量比が４．０％であり、最小値グループの平均重量比は−３．５％である。このため、第２ノズル列３４Ｂの波高値オフセット情報、及び、第３ノズル列３４Ｃの波高値オフセット情報の値は７．５％となる。また、第１ノズル列３４Ａの波高値オフセット情報、及び、第４ノズル列３４Ｄの波高値オフセット情報の値は０．０％となる。
そして、これらの波高値オフセット情報が識別情報記憶部１０に記憶される。
【００６２】
なお、プリンタの動作時において、制御部６は、この波高値オフセット情報から予備パルスの波高値Ｖｐを設定する。本実施形態では、オフセット値１％あたりのＶｐ／Ｖｈ値を２．５％とし、最大値を２５％（オフセット値で１０％）としている。このため、制御部６は、７．５％の波高値オフセット情報に基づいて、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを駆動電圧Ｖｈの１８．８％に設定する。
【００６３】
波高値オフセット情報を決定したならば、駆動電圧オフセット情報（Ｖｈオフセット）を設定する。この駆動電圧オフセット情報は、仮駆動電圧Ｖｈ´から実際の吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３に適用する駆動電圧Ｖｈを求めるための情報である。
即ち、吐出インク量が少ないノズル列３４に対して予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用することから、プリンタの動作時においてインク滴吐出量の平均値がその分だけ上昇することになる。このため、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の駆動電圧Ｖｈを仮駆動電圧Ｖｈ´よりも低く設定し、記録ヘッド８全体での１記録周期Ｔあたりの吐出量が２０ｐｌとなるように駆動電圧Ｖｈを設定する必要がある。駆動電圧オフセット情報は、仮駆動電圧Ｖｈ´から駆動電圧Ｖｈを求める際に、制御部６（波形設定手段）が使用する情報である。
【００６４】
本実施形態では、この駆動信号オフセット情報を、インク滴の吐出量を測定することで設定している。即ち、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を用いた状態でインク滴を吐出させて重量を測定し、規定量（例えば、一周期あたり２０．０ｐｌ）のインク滴が吐出される駆動電圧値を取得する。そして、取得した駆動電圧値を仮駆動電圧値から算出するための補正係数を駆動信号オフセット情報として設定する。図１０（ａ）の例では駆動信号オフセット情報は−３．８％となる。
【００６５】
なお、波高値オフセット情報や駆動信号オフセット情報を、仮駆動電圧値に対する補正係数としたのは、実際の使用時においては、駆動電圧が使用環境の温度によっても変動するからである。即ち、温度の変動によっても駆動電圧が変動するので、仮駆動電圧値を基準とし、この仮駆動電圧に対して種々の補正をする構成の方が、駆動信号の波形形状を効率よく設定できることによる。
【００６６】
そして、制御部６（波形設定手段）は、プリンタの動作時において、これらの仮駆動電圧情報、波高値オフセット情報、及び駆動信号オフセット情報を用いて駆動信号の波形形状を設定する。また、駆動信号発生回路９（駆動信号発生手段）は、制御部６に制御され、設定された波形形状の駆動信号を発生する。
【００６７】
また、デコーダ５５（翻訳手段）は、プリンタの動作時において、波高値オフセット情報に基づき、そのノズル列が予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用するか否かを判断する。例えば、波高値オフセット情報として０．０％が設定されたノズル列３４Ａ，３４Ｄは予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用しないと判断し、波高値オフセット情報として７．５％が設定されたノズル列３４Ｂ，３４Ｃは予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用すると判断する。
【００６８】
この判断結果に基づき、デコーダ５５は、異なるパルス選択情報を生成する。即ち、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用しないノズル列３４Ａ，３４Ｄについては、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の発生期間に対応するパルス選択情報を［０］に設定することで、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を圧電振動子２１に供給しないようにしている。これにより、インク滴を吐出させる場合には、吐出パルスＤＰのみが選択される。一方、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用するノズル列３４Ｂ、３４Ｃについては、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の発生期間に対応するパルス選択情報を［１］に設定することで、吐出パルスＤＰの供給に先立って予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を圧電振動子２１に供給する。
【００６９】
図６に基づいて、具体的に説明すると、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用しない第１ノズル列３４Ａ及び第４ノズル列３４Ｄ用のデコーダ５５は、（ｂ）に示すように、階調情報［００］（微振動）に基づいて、パルス選択情報［１０００００］を生成し、階調情報［０１］（小ドット）に基づいて、パルス選択情報［０００１００］を生成する。また、階調情報［１０］（中ドット）に基づいて、パルス選択情報［０１０００１］を生成し、階調情報［１１］（大ドット）に基づいて、パルス選択情報［０１０１０１］を生成する。
【００７０】
これらのパルス選択情報により、微振動の階調情報に基づいて微振動パルスＯＰが選択され、圧電振動子２１に供給される。また、小ドットの階調情報に基づいて第２吐出パルスＤＰ２が選択され、圧電振動子２１に供給される。さらに、中ドットの階調情報に基づいて第１吐出パルスＤＰ１と第３吐出パルスＤＰとが圧電振動子２１に供給され、大ドットの階調情報に基づいて第１吐出パルスＤＰ１、第２吐出パルスＤＰ２及び第３吐出パルスＤＰが圧電振動子２１に供給される。
【００７１】
一方、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用する第２ノズル列３４Ｂ及び第３ノズル列３４Ｃ用のデコーダ５５は、（ｃ）に示すように、階調情報［００］（微振動）に基づいて、パルス選択情報［１０００００］を生成し、階調情報［０１］（小ドット）に基づいて、パルス選択情報［００１１００］を生成する。また、階調情報［１０］（中ドット）に基づいて、パルス選択情報［０１００１１］を生成し、階調情報［１１］（大ドット）に基づいて、パルス選択情報［０１１１１１］を生成する。
【００７２】
これらのパルス選択情報により、小ドットの階調情報に基づき、第２吐出パルスＤＰ２に先立って第１予備パルスＳＰ１が選択され、圧電振動子２１に供給される。この場合、第１予備パルスＳＰ１によってメニスカスが予め加振されるので、単に第２吐出パルスＤＰ２のみを供給した場合に比べてインク滴の吐出量を増やすことができる。さらに、この第１予備パルスＳＰ１の波高値Ｖｐ及び第２吐出パルスＤＰ２の駆動電圧Ｖｈについては、上記したように適正化が図られているので、インク量の列間ばらつきを可及的に少なくすることができる。
【００７３】
また、中ドットの階調情報に基づいて第１吐出パルスＤＰ１、第２予備パルスＳＰ２及び第３吐出パルスＤＰ３が圧電振動子２１に供給される。この場合にも第３吐出パルスＤＰ３に先立って第２予備パルスＳＰ２が選択され、圧電振動子２１に供給される。従って、第２予備パルスＳＰ２によってメニスカスが予め加振されるので、単に第３吐出パルスＤＰ３のみを供給した場合に比べてインク滴の吐出量を増やすことができる。
【００７４】
さらに、大ドットの階調情報に基づいて第１吐出パルスＤＰ１〜第３吐出パルスＤＰ３と、第１予備パルスＳＰ１及び第２予備パルスＳＰ２とが圧電振動子２１に供給される。この場合には、第１予備パルスＳＰ１及び第２予備パルスＳＰ２により、第２吐出パルスＤＰ２及び第３吐出パルスＤＰ３の吐出インク量が高められる。
【００７５】
以上の補正を行うことにより、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使わない場合に比べてノズル列３４間のばらつきを減少させることができた。図１０（ａ）の例では、吐出インク量の最も多い第１ノズル列３４Ａは、補正後において重量比（補正重量比）が３．３％となった。また、吐出インク量の最も少ない第３ノズル列３４Ｃは、補正重量比が−１．３％となった。さらに、第１ノズル列３４Ａは、補正重量比が１．８％となり、第４ノズル列３４Ｄは補正後において重量比が−２．８％となった。その結果、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を用いない場合には５．１％あった重量ばらつきが、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を用いることにより２．７％にまで小さくなった。
【００７６】
また、図１０（ｂ）〜（ｄ）の例でも同様な効果を確認できた。例えば、図１０（ｂ）の例では、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の非使用時に４．７％あった重量ばらつきが、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の使用により０．８％にまで小さくなり、図１０（ｃ）の例では、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の非使用時に４．０％あった重量比らつきが、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の使用により０．０％にまで小さくなった。また、図１０（ｄ）の例では、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の非使用時に５．０％あった重量ばらつきが、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の使用により１．７％にまで小さくなった。
【００７７】
このように、本実施形態では、駆動信号に予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を含ませ、波高値オフセット情報に基づいて予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の供給／非供給を制御しているので、一連の駆動信号を発生可能な駆動信号発生回路９と、この駆動信号から必要なパルスを選択して圧電振動子２１に供給するパルス供給手段（制御ロジック５６、デコーダ５５、レベルシフタ５７、スイッチ回路５８）とを設ければ足りる。そして、これらの駆動信号発生回路９とパルス供給手段は既存の構成を用いて構成できるので、装置構成を簡素化できる。このため、装置の小型化が図れると共に、設計の自由度が増す。さらに、安価に構成することもできる。
【００７８】
ところで、本発明はこの構成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、上記実施形態では、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を用いてノズル列３４同士の吐出量ばらつきを調整する場合について説明したが、この予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を用いてドット種類毎の吐出量を調整することもできる。以下、このように構成した例について説明する。
【００７９】
上記実施形態のように、同一形状の吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３を一記録周期Ｔ内に複数含ませ、一周期内における供給数を変化させることで階調制御を行う構成は、言い換えれば、階調毎に吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の供給周期を変えている構成といえる。この構成において、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の供給間隔を狭めて供給周波数を高めると、先の吐出動作によるメニスカスの振動が収まらないうちに次の吐出動作が始まってしまうことになる。そして、次の吐出動作におけるインク滴の吐出量は、吐出パルス供給開始時点のメニスカスの状態（例えば、盛り上がり度合い）によって変動する。このため、供給周波数が最も高い大ドットの記録時と供給周波数が最も低い小ドットの記録時とにおいて、１滴あたりの量が異なる虞がある。
【００８０】
一般に、吐出パルス同士の間隔を詰めてゆくと、後の吐出パルスの供給開始時点においてメニスカスは盛り上がった状態になる。このため、同じ波形形状の吐出パルスＤＰを用いたとしても、後の吐出パルスでは、吐出されるインク滴の量が増えることになる。そして、吐出パルスの駆動電圧Ｖｈを大ドット記録時の吐出量で定めた場合、中ドット記録時や小ドット記録時における１滴の量は、供給周波数が大ドット記録時よりも低いので、大ドット記録時よりも少なくなる傾向を持つ。そして、このような１滴あたりのインク量の変化特性（周波数特性と呼ぶ）は、ヘッド流路寸法のばらつき等によって変化するため、小、中、大ドットの重量比が個体毎にばらつくといった問題が発生する。
本実施形態は、この点に着目したものであり、中ドット記録時や小ドット記録時におけるインク量の個体ばらつきを予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を用いて補正するものである。
【００８１】
本実施形態において使用する駆動信号を図１１に示す。この駆動信号は、図６に示したものと同様であるが、第１予備パルスＳＰ１と第２予備パルスＳＰ２の設定方法が異なっている。即ち、第１予備パルスＳＰ１は、小ドット記録時のインク量調整用であり、第２吐出パルスＤＰ２による吐出インク量を調整する。また、第２予備パルスＳＰ２は、中ドット記録時のインク量調整用であり、第３吐出パルスＤＰ３による吐出インク量を調整する。
【００８２】
本実施形態においても、これらの予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを設定することで吐出インク量を調整する。この波高値Ｖｐの設定は、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用しない状態における１滴のインク量に基づいて行われる。以下、波高値Ｖｐの設定について説明する。
【００８３】
波高値Ｖｐの設定にあたり、まず、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の駆動電圧Ｖｈを決定する。この駆動電圧Ｖｈの決定は、上記した実施形態と同様に、記録ヘッド８の検査工程等で行われる。ここでの駆動信号の決定は、大ドットの供給周波数で各吐出パルスＤＰを圧電振動子２１に供給してインク滴を吐出させ、吐出させたインク滴の重量を測定することで行う。例えば、一記録周期Ｔあたりの吐出インク量が２０．０ｐｌとなる駆動電圧Ｖｈの値を、使用する駆動電圧Ｖｈとする。
【００８４】
駆動電圧Ｖｈを決定したならば、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用しない状態で、第２吐出パルスＤＰ２に対応する吐出量を測定し、吐出量の設計値に対する重量比、即ち、小ドット重量比を取得する。この小ドット重量比は、例えば次式（２）によって計算される。
【００８５】
小ドット重量比＝（測定重量／設計重量）−１ … (2)
【００８６】
この重量比情報は、例えば図１２に示すように−５％〜５％の範囲で１％単位で設定される。この重量比情報は、小ドット重量（低周波重量）のばらつき情報であり、中心値（設計重量，標準重量）からの偏差を示している。例えば、重量比０％とは、小ドット重量が中心値となる記録ヘッド８であることを意味する。また、重量比−３％とは、小ドット重量が中心値より３％少なくなる記録ヘッド８であることを意味し、重量比３％とは、小ドット重量が中心値より３％多くなる記録ヘッド８であることを意味する。
【００８７】
小ドット重量ばらつきの補正は、重量比情報をもとに、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを設定することにより行う。本実施形態の予備パルスによる補正では、重量を増加させるという一方向の自由度しか持たず減少させることができないため、図１２に示すように、重量比が中心値の記録ヘッド８においてＶｐ／Ｖｈ＝１２．５％をゼロ点（基準）とし、その波高値Ｖｐからの増減によって重量調整を行う。このため、重量比情報が中心値の記録ヘッド８においては、小ドット重量が標準重量よりも多少多くなる。
【００８８】
そして、重量比情報が＋３％であれば、Ｖｐ／Ｖｈ＝５％（即ち、１２．５％−７．５％）に設定してインク滴の吐出重量を減少させる。また、重量比情報が−３％であれば、Ｖｐ／Ｖｈ＝２０．０％（即ち、１２．５％＋７．５％）に設定してインク滴の吐出重量を増加させる。さらに、重量比情報が−５％以下であればＶｐ／Ｖｈ＝２５％（即ち、１２．５％＋１２．５％）に設定し、重量比情報が＋５％以上であればＶｐ／Ｖｈ＝０％（即ち、１２．５％−１２．５％）に設定してそれ以上の補正は行わない。
【００８９】
なお、小ドットでの重量比情報はまた、中ドット記録時におけるインク量ばらつきに関する情報でもある。小ドットのインク量が少なくなるような記録ヘッド８では、中ドットのインク量も少なくなるため、本実施形態では、その相関に基づいて第２予備パルスＳＰ２の波高値Ｖｐを第１予備パルスＳＰ１の波高値Ｖｐと等しくなるように設定している。勿論、中ドットでの重量比情報を別途取得してもよい。この場合には第２予備パルスＳＰ２の波高値Ｖｐは、中ドットの重量比情報に基づいて独立に設定する。
【００９０】
このような制御を行うことにより、本実施形態では、小ドットや中ドットの記録時におけるインク量ばらつきを防止でき、良好な画質で記録できる。
【００９１】
また、上記の予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を、環境温度の変化に伴う吐出量ばらつきの調整に用いてもよい。この場合、制御部６は、サーミスタ等の温度検出手段からの検出信号に基づいて環境温度を認識し、認識した環境温度に応じて予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを設定する。例えば、制御部６は、標準使用温度の波高値Ｖｐを吐出パルスＤＰにおける駆動電圧Ｖｈの１２．５％に設定し、環境温度が標準使用温度よりも高くなる程に波高値Ｖｐを低くする。一方、環境温度が標準使用温度よりも低くなる程に波高値Ｖｐを高くする。これにより、環境温度が変化しても吐出パルスＤＰの駆動電圧Ｖｈを変えることなく、吐出量の調整が行える。従って、プリンタに使用する電源容量を小さくすることができ、装置の小型化や省電力化に寄与する。
【００９２】
また、上記実施形態では、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを変えることでインク滴の吐出量を調整していたが、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２に含まれる予備膨張要素Ｐ１１、予備ホールド要素Ｐ１２、予備収縮要素Ｐ１３の発生時間を調整するように構成してもよい。即ち、予備膨張要素Ｐ１１や予備収縮要素Ｐ１３の発生時間を調整すると、これらの要素の電位勾配が変化するので、メニスカスの振動状態を変化させることができる。
従って、インク滴の吐出量ばらつきに応じて予備膨張要素Ｐ１１や予備収縮要素Ｐ１３の発生時間を調整することにより、インク滴の吐出量を変化させることができ、吐出インク量のばらつき等を調整することができる。
【００９３】
さらに、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２から吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３までの時間間隔を変更する構成としてもよい。即ち、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の供給終了後において、メニスカスは自由振動をしているので、時間の経過に伴ってメニスカスの状態（位置）が変化する。
このため、インク滴の吐出量ばらつきに応じて予備パルスＳＰ１，ＳＰ２から吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３までの時間間隔を調整することにより、インク滴の吐出量を変化させることができ、吐出インク量のばらつき等を調整することができる。
【００９４】
また、上記実施形態の予備パルスＳＰ１，ＳＰ２は、高電位側に凸の台形状パルスであったが、低電位側に凸（高電位側からみて凹）の台形状パルスによって構成してもよい。この場合、吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３の供給開始時点において、メニスカスは定常状態よりも圧力室３５側に引き込まれた状態になる。このため、インク滴の吐出量を、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の非使用時よりも少なくすることができる。即ち、吐出インク量を減じる側の調整ができる。
【００９５】
また、上記実施形態においては、識別情報を複数のノズル列３４のそれぞれに設定し、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の供給制御をノズル列３４単位で行うものについて説明したが、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の供給制御をノズル開口単位で行うようにしてもよい。
【００９６】
また、圧力発生素子としては、圧電振動子２１に限らず、磁歪素子や静電アクチュエータ等も用いることができる。
【００９７】
また、上記実施形態では、微振動パルスＯＰと予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を専用のパルスによって構成したが、この構成に限定されるものではない。即ち、微振動パルスＯＰと予備パルスＳＰ１，ＳＰ２は、インク滴を吐出させない程度にメニスカスを振動させている点で共通している。従って、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を用いて非記録時におけるメニスカスの微振動を行ってもよい。また、上記実施形態における微振動パルスＯＰを、第１吐出パルスＤＰ１用の予備パルスとして使用してもよい。
【００９８】
また、吐出パルスの波形形状は、上記に限らず任意の波形形状を用いることができる。例えば、一記録周期内に小ドット用の小ドット駆動パルスと中ドット用の中ドット駆動パルスとを含ませた構成において、小ドット駆動パルスの直前に１つの予備パルスを発生させ、中ドット駆動パルスの直前に１つの予備パルスを発生させてもよい。
【００９９】
なお、本発明は、プリンタ以外の液体噴射装置にも適用できる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタを製造するディスプレー製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極を形成する電極製造装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置，極く少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペット等の液体噴射装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 プリンタの構成を説明するブロック図である。
【図２】 記録ヘッドの断面図である。
【図３】 圧力室周辺を拡大して示した断面図である。
【図４】 記録ヘッドをノズルプレート側から見た図である。
【図５】 記録ヘッドの電気駆動系を説明するブロック図である。
【図６】 第１実施形態を説明する図であり、（ａ）は駆動信号を、（ｂ）は予備パルスを使用しない場合の選択情報を、（ｃ）は予備パルスを使用する場合の選択情報をそれぞれ示す。
【図７】 吐出パルスを説明する図であり、（ａ）は波形を、（ｂ）はメニスカスの動きをそれぞれ示す。
【図８】 予備パルスを説明する図であり、（ａ）は波形を、（ｂ）はメニスカスの動きをそれぞれ示す。
【図９】 予備パルスの波高値を変えた状態を説明する図であり、（ａ）は波形を、（ｂ）はメニスカスの動きをそれぞれ示す。
【図１０】 （ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、本発明を適用した具体例を説明する図である。
【図１１】 第２実施形態を説明する図であり、（ａ）は駆動信号を、（ｂ）は予備パルスを使用しない場合の選択情報をそれぞれ示す。
【図１２】 第２実施形態を説明する図であり、調整情報と予備パルスの波高値との関係を説明する図である。
【符号の説明】
１…プリンタコントローラ，２…プリントエンジン，３…外部Ｉ／Ｆ，４…ＲＡＭ，５…ＲＯＭ，６…制御部，７…発振回路，８…記録ヘッド，９…駆動信号発生回路，１０…識別情報記憶部，１１…内部Ｉ／Ｆ，１２…記録ヘッドの電気駆動系，１３…パルスモータ，１４…紙送りモータ，２１…圧電振動子，２２…振動子群，２３…固定板，２４…フレキシブルケーブル，２５…振動子ユニット，２６…ケース，２７…流路ユニット，２８…収納空部，２９…島部，３０…流路形成基板，３１…ノズルプレート，３２…弾性板，３３…ノズル開口，３４…ノズル列，３５…圧力室，３６…インク供給口，３７…リザーバ，３８…ノズル連通口，３９…支持板，４０…樹脂フィルム，５１…第１シフトレジスタ，５２…第２シフトレジスタ，５３…第１ラッチ回路，５４…第２ラッチ回路，５５…デコーダ，５６…制御ロジック，５７…レベルシフタ，５８…スイッチ回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の液体を吐出可能な液体噴射装置、及び、この液体噴射装置における液体の吐出制御方法に関し、特に、噴射ヘッドの個体差に起因する吐出量ばらつきを調整するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体噴射装置は液体を吐出（噴射）可能な噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の液体を吐出する装置である。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やインクジェット式プロッタ等の画像記録装置がある。そして、最近では、極く少量の液体を所定の位置に精度良く着弾できるという特性を生かし、各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタを製造するディスプレー製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極を形成する電極製造装置，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吐出し、ディスプレー製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を吐出する。また、電極製造装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を吐出し、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吐出する。
【０００３】
この種の液体噴射装置に用いられる噴射ヘッドでは、液滴の吐出量ばらつきが生じ得る。これは、圧力室やノズル開口等の液体流路に関し、この液体流路が極めて微細な形状に形成されていることによる。即ち、極く微細であるために、寸法ばらつきや取付公差が大きくならざるを得ず、これに起因して吐出量ばらつきが生じる。
【０００４】
このような吐出量ばらつきは、液体噴射装置の性能を向上させる上で障害となり得る。例えば、上記の画像記録装置においては、インク滴の吐出量が相違することでドットの大きさが不揃いとなり、画像にざらつき感やムラが生じてしまう可能性があった。従って、液体噴射装置に求められる性能を向上させるためには、吐出量ばらつきを一層小さくすることが求められる。この場合において、液体噴射ヘッドを構成する各部品の寸法精度や部品同士の取付精度を高めることが考えられるが、圧力室等が極く微細な形状であるため現実的ではない。
そこで、圧力発生素子を駆動するための駆動信号を複数種類発生させ、液滴の吐出特性に応じて供給する駆動信号を切り替える構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−５８７１０号公報（第６頁，第１図，第５図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来装置では、複数種類の駆動信号を発生可能な駆動信号発生手段を設ける必要がある。また、複数種類の駆動信号の中から１つの駆動信号を選択する波形選択部を制御対象毎に設ける必要がある。例えば、この波形選択部を、ノズル開口やノズル列毎に設ける必要がある。このため、装置構成が複雑化して設計の自由度が損なわれてしまうという問題があった。また、装置構成が複雑化することにより、装置のコストアップにつながってしまうという問題もあった。
【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、液滴の吐出量ばらつきを簡単な構成で調整できる液体噴射装置、及びその液滴吐出制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、圧力発生素子の作動によって圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ、該圧力変動を利用することでノズル開口から液滴を吐出可能な液体噴射ヘッドと、
液滴を吐出させるための吐出パルスを含んだ一連の駆動信号を発生可能な駆動信号発生手段と、
前記駆動信号の中から必要なパルスを選択して圧力発生素子に供給するパルス供給手段とを有する液体噴射装置において、
前記液体噴射ヘッドの個体差に起因する吐出液量の偏差情報を識別情報として記憶可能な識別情報記憶手段を設け、
前記駆動信号発生手段は、液滴を吐出させない程度の圧力変動を圧力室内の液体に生じさせてメニスカスを移動させる予備パルスを、前記吐出パルス及びメニスカスを微振動させる微振動パルスとは別個独立して吐出パルスとの間に基準電位で一定な間隔を設けた状態で吐出パルスに先立って発生し、前記微振動パルスを、前記吐出パルス及び前記予備パルスよりも前に発生し、
前記予備パルスは、基準電位から予備最大電位まで一定の電位勾配で電位を上昇させる電位上昇要素と、予備最大電位を維持する定電位要素と、予備最大電位から基準電位まで一定の電位勾配で電位を下降させる電位下降要素とを含む台形状のパルスであって、前記微振動パルスとは異なる形状に設定され、
前記パルス供給手段は、液滴を吐出しない場合に前記微振動パルスのみを選択して圧力発生素子へ供給し、液滴を吐出する場合に前記識別情報に基づいて前記予備パルスの圧力発生素子への供給又は非供給を制御することにより液滴の吐出量を調整することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、圧力発生素子の作動によって圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ、該圧力変動を利用することでノズル開口から液滴を吐出可能な液体噴射ヘッドと、
液滴を吐出させるための吐出パルスを含んだ一連の駆動信号を発生可能な駆動信号発生手段と、
前記駆動信号の中から必要なパルスを選択して圧力発生素子に供給するパルス供給手段とを有する液体噴射装置の液滴吐出制御方法において、
前記液体噴射ヘッドの個体差に起因する吐出液量の偏差情報を識別情報として識別情報記憶手段に記憶し、
液滴を吐出させない程度の圧力変動を圧力室内の液体に生じさせてメニスカスを移動させる予備パルスを、前記吐出パルス及びメニスカスを微振動させる微振動パルスとは別個独立して吐出パルスとの間に基準電位で一定な間隔を設けた状態で吐出パルスに先立って発生させ、前記微振動パルスを、前記吐出パルス及び前記予備パルスよりも前に発生させ、
前記予備パルスを、基準電位から予備最大電位まで一定の電位勾配で電位を上昇させる電位上昇要素と、予備最大電位を維持する定電位要素と、予備最大電位から基準電位まで一定の電位勾配で電位を下降させる電位下降要素とを含む台形状のパルスであって、前記微振動パルスとは異なる形状に設定し、
液滴を吐出しない場合に前記微振動パルスのみを選択して圧力発生素子へ供給し、液滴を吐出する場合に前記識別情報に基づいて前記予備パルスの圧力発生素子への供給又は非供給を制御することにより液滴の吐出量を調整することを特徴とする。
【００１０】
これらの発明によれば、駆動信号発生手段は、予備パルスを、吐出パルス及びメニスカスを微振動させる微振動パルスとは別個独立して吐出パルスとの間に基準電位で一定な間隔を設けた状態で吐出パルスに先立って発生し、微振動パルスを、吐出パルス及び予備パルスよりも前に発生し、予備パルスは、基準電位から予備最大電位まで一定の電位勾配で電位を上昇させる電位上昇要素と、予備最大電位を維持する定電位要素と、予備最大電位から基準電位まで一定の電位勾配で電位を下降させる電位下降要素とを含む台形状のパルスであって、微振動パルスとは異なる形状に設定され、パルス供給手段は、液滴を吐出しない場合に微振動パルスのみを選択して圧力発生素子へ供給し、液滴を吐出する場合に識別情報記憶手段に記憶された識別情報に基づいて予備パルスの圧力発生素子への供給又は非供給を制御する。ここで、予備パルスが圧力発生素子に供給されるとメニスカスが液滴吐出方向或いは引き込み方向に振動するため、吐出パルスの供給開始時点におけるメニスカスの状態（位置）に応じて液滴の吐出特性を制御することができる。
例えば、吐出パルスの供給開始時点において、メニスカスが定常状態よりも液滴吐出側に盛り上がっていた場合には、液滴の量は定常状態から吐出パルスを供給した場合よりも増加する。例えば、予備パルスを使用しなかった場合よりも吐出液量が増加する。反対に、吐出パルスの供給開始時点において、メニスカスが定常状態よりも圧力室側に引き込まれていた場合には、液滴の量は定常状態から吐出パルスを供給した場合よりも減少する。従って、予備パルスの供給を制御することで、吐出される液滴の量を制御することができる。
【００１１】
このように、駆動信号に予備パルスを含め、識別情報に応じて予備パルスの圧力発生素子への供給又は非供給を制御することで、液滴の吐出特性が調整できる。即ち、駆動信号発生手段及びパルス供給手段によって吐出特性の調整ができる。そして、これらの駆動信号発生手段及びパルス供給手段は既存の構成を流用できるので、装置構成の簡素化が図れる。
【００１２】
また、上記発明において、駆動信号発生手段から発生させる駆動信号の波形形状を設定可能な波形設定手段を設け、識別情報に基づいて予備パルスの波形形状を設定する構成が好ましい。例えば、識別情報に基づいて予備パルスの波高値を設定する。また、識別情報に基づいて、電位上昇要素と電位下降要素の少なくとも一方の要素の電位勾配を設定する。このように構成すると、吐出パルスの供給開始時点におけるメニスカスの状態を制御することができ、液滴の吐出特性をより高い精度で揃えることができる。
【００１３】
また、上記発明において、前記識別情報に基づき、前記予備パルスから前記吐出パルスまでの時間間隔を設定する構成とすることが好ましい。この構成では、メニスカスの状態は予備パルスの供給終了時点からの経過時間に応じても変化するので、吐出パルスの供給開始時点におけるメニスカスの状態を制御することができ、液滴の吐出特性をより高い精度で揃えることができる。
【００１４】
また、上記発明において、前記液体噴射ヘッドは、複数のノズル開口を列設してなるノズル列を複数列備え、前記識別情報を複数のノズル列のそれぞれに対応させて設定し、前記パルス供給手段による予備パルスの供給制御を、ノズル列単位で行う構成が好ましい。また、前記識別情報を複数のノズル開口のそれぞれに対応させて設定し、前記パルス供給手段による予備パルスの供給制御を、ノズル開口単位で行う構成が好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では液体噴射装置の一形態である画像記録装置、詳しくは、インクジェット式プリンタを例に挙げて説明することにする。
【００１６】
図１は、このプリンタの電気的構成を説明するブロック図である。この図１に示すように、プリンタは、プリンタコントローラ１と、プリントエンジン２とを備えている。プリンタコントローラ１は、図示しないホストコンピュータ等からの印刷データ等を受信するインターフェース（外部Ｉ／Ｆ）３と、各種データの記憶等を行うＲＡＭ４と、各種データ処理のためのルーチン等を記憶したＲＯＭ５と、ＣＰＵ等からなる制御部６と、クロック信号（ＣＫ）を発生する発振回路７と、記録ヘッド８へ供給するための駆動信号（ＣＯＭ）を発生する駆動信号発生回路９と、搭載される記録ヘッド８の吐出インク量に関する情報や駆動電圧に関する情報を記憶可能な識別情報記憶部１０と、印字データ（ドットパターンデータであり、噴射データの一種。）及び駆動信号等をプリントエンジン２に送信するためのインターフェース（内部Ｉ／Ｆ）１１とを備えている。
【００１７】
外部Ｉ／Ｆ３は、例えばキャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータのいずれか１つのデータ又は複数のデータからなる印刷データをホストコンピュータ等から受信する。また、外部Ｉ／Ｆ３は、ホストコンピュータに対してビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）等を出力する。ＲＡＭ４は、受信バッファ、中間バッファ、出力バッファ、或いはワークメモリ（図示せず）等として利用されるものである。受信バッファには、外部Ｉ／Ｆ３が受信したホストコンピュータからの印刷データが一時的に記憶される。中間バッファには、制御部６によって変換された中間コードデータが記憶される。出力バッファには、記録ヘッド８にシリアル伝送される印字データが展開される。ＲＯＭ５は、制御部６によって実行される各種制御ルーチン、フォントデータ及びグラフィック関数、各種手続き等を記憶している。
【００１８】
制御部６は、データ展開手段として機能し、印刷データを印字データに展開する。この場合、制御部６は、受信バッファ内の印刷データを読み出して中間コードデータに変換し、この中間コードデータを中間バッファに記憶する。そして、制御部６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、ＲＯＭ５内のフォントデータやグラフィック関数等を参照して中間コードデータをドット毎の印字データに展開する。本実施形態では、この印字データを２ビットデータで構成している。この展開された印字データは出力バッファに記憶されて、一回の主走査に相当する１行分の印字データが得られると、この１行分の印字データ（ＳＩ）は内部Ｉ／Ｆ１１を通じて記録ヘッド８にシリアル伝送される。そして、出力バッファから１行分の印字データが送信されると、中間バッファの内容が消去されて次の中間コードデータに対する変換が行われる。
【００１９】
また、制御部６は、タイミング信号発生手段の一部を構成し、内部Ｉ／Ｆ１１を通じて記録ヘッド８にラッチ信号（ＬＡＴ）やチャンネル信号（ＣＨ）を供給する。これらのラッチ信号やチャンネル信号は、後述するように、駆動信号（ＣＯＭ）に含まれる駆動パルスの供給開始タイミングを規定する。
さらに、制御部６は、波形設定手段としても機能し、駆動信号発生回路９を制御することにより、この駆動信号発生回路９から発生される駆動信号の波形形状を設定する。
【００２０】
上記の駆動信号発生回路９は、本発明における駆動信号発生手段の一種であり、制御部６による制御の下、複数の駆動パルス（ＤＰ１〜ＤＰ３，ＳＰ１〜ＳＰ２，ＯＰ，図６参照）を含んだ一連の駆動信号を記録周期Ｔ毎に繰り返し発生する。本実施形態の駆動信号発生回路９は、１種類の駆動信号を記録ヘッド８の各電気駆動系１２（１２Ａ〜１２Ｄ）に供給する構成である。なお、この駆動信号については後で詳しく説明する。
【００２１】
上記の識別情報記憶部１０は、本発明の識別情報記憶手段の一種であり、プリンタに対する電源の供給が絶たれても記憶内容が保持可能な不揮発性の記憶素子が用いられる。例えば、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュＲＡＭ、或いは、バックアップ電源に接続されたＲＡＭ等によって構成される。本実施形態では、この識別情報記憶部１０に、波高値オフセット情報（Ｖｐオフセット）、駆動電圧オフセット情報（Ｖｈオフセット）、仮駆動電圧情報を記憶させている。
ここで、波高値オフセット情報は、ノズル列３４（図４参照）毎の吐出インク量の偏差を示す情報である。この波高値オフセット情報は、本発明の識別情報の一種であって吐出量識別情報でもある。そして、この波高値オフセット情報は、記録ヘッド８の検査工程等によって付与される（後述する）。
【００２２】
上記のプリントエンジン２は、ヘッド走査機構が備えるパルスモータ１３と、紙送り機構が備える紙送りモータ１４と、記録ヘッド８等から構成される。パルスモータ１３は、記録ヘッド８を移動させる駆動源として機能する。即ち、このパルスモータ１３を作動させることで、記録ヘッド８は記録紙の幅方向（つまり、主走査方向）に移動される。また、紙送りモータ１４は、記録紙を紙送り方向（つまり、副走査方向）順次送り出すための駆動源として機能する。そして、これらのパルスモータ１３と紙送りモータ１４は互いに連携して動作し、記録ヘッド８の主走査に連動させて記録紙を順次送り出す。記録ヘッド８は、本発明の液体噴射ヘッドの一種であり、液体状のインクを吐出するものである。以下、この記録ヘッド８について詳細に説明する。
【００２３】
まず、図２〜図４を参照して記録ヘッド８の構造について説明する。図２に示すように、記録ヘッド８は、複数の圧電振動子２１からなる振動子群２２、固定板２３、及び、フレキシブルケーブル２４等をユニット化した振動子ユニット２５と、この振動子ユニット２５を収納可能なケース２６と、ケース２６の先端面に接合される流路ユニット２７とを備えている。
【００２４】
ケース２６は、振動子ユニット２５を収納するための収納空部２８を形成した合成樹脂製のブロック状部材である。この収納空部２８は、振動子ユニット２５が丁度収まる程度の扁平な開口形状をしており、ケース２６の高さ方向を貫通した状態に形成されている。上記の振動子ユニット２５は、固定板２３を収納空部２８の壁面に接着することで収納空部２８内に固定されている。そして、この接着状態で圧電振動子２１の先端面部は、収納空部２８における流路ユニット２７側の開口に臨む。
【００２５】
振動子群２２を構成する各圧電振動子２１は、本発明の圧力発生素子の一種であり、電気機械変換素子の一種でもある。本実施形態の各圧電振動子２１は、３０μｍ〜１００μｍ程度の極めて細い幅の櫛歯状に設けられている。この振動子群２２は、例えば、圧電体層と内部電極層とを交互に積層した一枚の圧電板を固定板２３に接合した後、ワイヤーソー等の切断具によって圧電板を櫛歯状に切り分けることで作製される。そして、各圧電振動子２１は、基端側部分が固定板２３上に接合されており、自由端部を固定板２３の縁よりも外側に突出させた片持ち梁の状態で取り付けられている。
【００２６】
各圧電振動子２１の自由端部は、圧電体層に加えられた電界に応じて、素子長手方向に伸縮する。そして、各圧電振動子２１の先端面部は流路ユニット２７の島部２９に接合されているので、圧電振動子２１が伸縮するとその圧電振動子２１に接合された島部２９が変位する。一方、各圧電振動子２１の基端側部分の表面にはフレキシブルケーブル２４が電気的に接続されている。そして、各圧電振動子２１にはこのフレキシブルケーブル２４を通じて駆動信号が供給される。
【００２７】
流路ユニット２７は、図３にも示すように、流路形成基板３０の一方の表面にノズルプレート３１を接合し、このノズルプレート３１とは反対側となる他方の表面に弾性板３２を接合することで構成されている。
【００２８】
ノズルプレート３１は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル開口３３を列状に開設したステンレス鋼製の薄いプレートである。本実施形態では、９０ｄｐｉのピッチで９０個のノズル開口３３を列状に開設し、これらのノズル開口３３によってノズル列３４を構成する。そして、このノズル列３４を、吐出可能なインクの種類（例えば色）に対応させて複数列形成する。例えば、図４中の左端に位置する第１ノズル列３４Ａから右端に位置する第４ノズル列３４Ｄまでの合計４列のノズル列３４を横並びに形成する。
【００２９】
そして、本実施形態では、各ノズル列３４から異なる色のインクを吐出可能に構成している。例えば、第１ノズル列３４Ａからはブラックインクを、第２ノズル列３４Ｂからはシアンインクをそれぞれ吐出可能に構成している。また、第３ノズル列３４Ｃからはマゼンタインクを、第４ノズル列３４Ｄからはイエローインクをそれぞれ吐出可能に構成している。また、上記の振動子ユニット２５は、これらのノズル列３４毎に設けられている。即ち、例示した記録へッドは、４個の振動子ユニット２５を有している。なお、ノズル列３４及び振動子ユニット２５の数は４に限らない。例えば、３以下であってもよいし、５以上であってもよい。
【００３０】
流路形成基板３０は、圧力室３５となる空部やインク供給口３６となる溝部、及び、リザーバ（共通インク室）３７となる空部などを形成した板状の部材である。この流路形成基板３０は、例えばシリコンウェハーをエッチング加工したり、金属板をプレス加工することによって作製される。上記の圧力室３５は、ノズル開口３３の列設方向（即ち、ノズル列方向）に対して直交する方向に細長い室であり、偏平な凹室で構成されている。そして、この圧力室３５は、流路幅が圧力室３５よりも狭いインク供給口３６を通じてリザーバ３７に連通されている。また、インク供給口３６とは反対側の端部で圧力室３５は、ノズル連通口３８を通じてノズル開口３３に連通している。従って、この記録へッドには、リザーバ３７から圧力室３５を通じてノズル開口３３に至る一連のインク流路が、ノズル開口３３に対応する複数形成される。
【００３１】
弾性板３２には、圧力室３５の一方の開口面を封止するダイヤフラム部と、リザーバ３７の一方の開口面を封止するコンプライアンス部とが設けられている。この弾性板３２は、例えば、ステンレス製の支持板３９上にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＩ（ポリイミド）等の樹脂フィルム４０をラミネート加工した二重構造である。そして、ダイヤフラム部として機能する部分、即ち、圧力室３５の開口を封止する部分の支持板３９を環状にエッチング加工し、圧電振動子２１の先端面部を接合するための島部２９と、この島部２９を囲う薄肉弾性部とを形成する。また、コンプライアンス部として機能する部分、即ち、リザーバ３７の開口面を封止する部分の支持板３９をエッチング加工で除去して樹脂フィルム４０だけにしている。
【００３２】
このような構成を有する記録ヘッド８では、圧電振動子２１を放電して振動子長手方向に伸長させると、島部２９がノズルプレート３１側に押圧されて変位する。これにより、ダイヤフラム部の薄肉弾性部が変形して圧力室３５が収縮する。一方、圧電振動子２１を充電して振動子長手方向に収縮させると、島部２９が戻り方向に変位する共に薄肉弾性部が変形して圧力室３５が膨張する。そして、圧力室３５の膨張や収縮を制御することで、圧力室３５内のインク圧力を変動させることができ、ノズル開口３３からインク滴を吐出させることができる。
【００３３】
次に、記録ヘッド８の電気的構成について説明する。図１に示すように、記録ヘッド８は、ノズル列３４に対応する数の電気駆動系１２を備えている。本実施形態の記録ヘッド８は４列のノズル列３４を有しているので、４つの電気駆動系１２Ａ〜１２Ｄが備えている。各電気駆動系１２はいずれも同じ構成であり、例えば図５に示すように、第１シフトレジスタ５１及び第２シフトレジスタ５２からなるシフトレジスタ回路と、第１ラッチ回路５３と第２ラッチ回路５４とからなるラッチ回路と、デコーダ５５と、制御ロジック５６と、レベルシフタ５７と、スイッチ回路５８と、圧電振動子２１とを備えている。そして、各シフトレジスタ５１，５２、各ラッチ回路５３，５４、デコーダ５５、スイッチ回路５８、及び、圧電振動子２１は、それぞれ記録ヘッド８の各ノズル開口３３に対応して複数設けられる。
【００３４】
そして、この記録ヘッド８は、プリンタコントローラ１からの印字データ（ＳＩ）に基づいてインク滴を吐出する。具体的に説明すると、次の通りである。
【００３５】
プリンタコントローラ１からの印字データは、発振回路７からのクロック信号（ＣＫ）に同期して、内部Ｉ／Ｆ１１から第１シフトレジスタ５１及び第２シフトレジスタ５２にシリアル伝送される。この印字データは、上記したように２ビットのデータであり、本実施形態では、非記録、小ドット、中ドット、大ドットからなる４階調を表す階調情報によって構成されている。具体的には、非記録が階調情報［００］であり、小ドットが階調情報［０１］であり、中ドットが階調情報［１０］であり、大ドットが階調情報［１１］である。なお、この印字データは、吐出される液滴の量を示す吐出量情報の一種でもある。
【００３６】
この印字データは、各ノズル開口３３毎に設定される。即ち、そのノズル列に属する全ノズル開口３３の下位ビット（Ｌ）のデータが第１シフトレジスタ５１に入力され、上位ビット（Ｈ）のデータが第２シフトレジスタ５２に入力される。第１シフトレジスタ５１には第１ラッチ回路５３が電気的に接続され、第２シフトレジスタ５２には第２ラッチ回路５４が電気的に接続されている。そして、プリンタコントローラ１からのラッチ信号（ＬＡＴ）が各ラッチ回路５３，５４に入力されると、第１ラッチ回路５３は印字データの下位ビットのデータをラッチし、第２ラッチ回路５４は印字データの上位ビットのデータをラッチする。このような動作をする第１シフトレジスタ５１及び第１ラッチ回路５３の組と、第２シフトレジスタ５２及び第２ラッチ回路５４の組は、それぞれが記憶回路を構成し、デコーダ５５に入力される前の印字データを一時的に記憶する。
【００３７】
各ラッチ回路５３，５４でラッチされた印字データはデコーダ５５に入力される。このデコーダ５５は翻訳手段として機能し、２ビットの印字データを翻訳してパルス選択情報を生成する。本実施形態のデコーダ５５は、印字データと駆動パルスとの関係を規定する波形選択テーブルを備えており、この波形選択テーブルに基づいてパルス選択情報を生成する。パルス選択情報は、駆動信号（ＣＯＭ）を構成する各駆動パルス（ＤＰ１〜ＤＰ３，ＳＰ１〜ＳＰ２，ＯＰ，）に各ビットを対応させることで構成されている。このため、本実施形態では、６ビットのパルス選択情報が生成される。そして、各ビットの内容（例えば、［０］，［１］）に応じて圧電振動子２１に対する駆動パルスの供給或いは非供給が選択される。なお、駆動パルスの供給制御については後で詳しく説明する。
【００３８】
また、デコーダ５５には、制御ロジック５６からのタイミング信号も入力されている。この制御ロジック５６は、制御部６と共にタイミング信号発生手段として機能しており、ラッチ信号（ＬＡＴ）やチャンネル信号（ＣＨ）に基づいてタイミング信号を発生する。即ち、この制御ロジック５６は、図６に示すように、ラッチ信号或いはチャンネル信号を受信する毎にタイミング信号（ＴＩＭ）を発生する。
【００３９】
デコーダ５５によって翻訳されたパルス選択情報は、上位ビット側から順に、タイミング信号の受信タイミングが到来する毎に、レベルシフタ５７に入力される。例えば、記録周期Ｔにおける最初のタイミング（期間Ｔ１の開始時）ではパルス選択情報の最上位ビットのデータがレベルシフタ５７に入力され、２番目のタイミング（期間Ｔ２の開始時）ではパルス選択情報における２番目のビットのデータがレベルシフタ５７に入力される。以下同様にデータが入力され、６番目のタイミング（期間Ｔ６の開始時）ではパルス選択情報における最下位ビットのデータがレベルシフタ５７に入力される。このレベルシフタ５７は、電圧増幅器として機能し、パルス選択情報が［１］の場合には、スイッチ回路５８を駆動できる電圧、例えば数十ボルト程度の電圧に昇圧された電気信号を出力する。レベルシフタ５７で昇圧された［１］のパルス選択情報は、スイッチ手段として機能するスイッチ回路５８に供給される。このスイッチ回路５８の入力側には、駆動信号発生回路９からの駆動信号（ＣＯＭ）が供給されており、スイッチ回路５８の出力側には圧電振動子２１が接続されている。
【００４０】
そして、パルス選択情報は、スイッチ回路５８の作動、つまり、駆動パルスの圧電振動子２１への供給を制御する。例えば、スイッチ回路５８に加わるパルス選択情報が［１］である期間中は、スイッチ回路５８が接続状態になって駆動パルスが圧電振動子２１に供給され、この駆動パルスに倣って圧電振動子２１の電位レベルが変化する。一方、スイッチ回路５８に加わるパルス選択情報が［０］の期間中は、レベルシフタ５７からはスイッチ回路５８を作動させるための電気信号が出力されない。このため、スイッチ回路５８が切断状態になって圧電振動子２１へは駆動パルスが供給されない。なお、圧電振動子２１はコンデンサの様に振る舞うので、スイッチ回路５８の切断状態において切断直前の電位を保持し続ける。
【００４１】
そして、このような動作をする制御ロジック５６、デコーダ５５、レベルシフタ５７、スイッチ回路５８は、本発明におけるパルス供給手段の一種として機能し、印字データに基づき、駆動信号の中から駆動パルスを選択して圧電振動子２１に供給する。
【００４２】
次に、駆動信号発生回路９（駆動信号発生手段の一種）が生成する駆動信号（ＣＯＭ）について説明する。
【００４３】
図６に示すように、本実施形態の駆動信号発生回路９は、３つの吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３と、２つの予備パルスＳＰ１，ＳＰ２と、１つの微振動パルスＯＰとを含む一連の駆動信号を発生する。即ち、記録周期Ｔを６つの期間Ｔ１〜Ｔ６に区切り、１つの期間内に１つのパルスを発生させている。具体的には、第１期間Ｔ１では微振動パルスＯＰを発生し、第２期間Ｔ２では第１吐出パルスＤＰ１を発生する。そして、第３期間Ｔ３では第１予備パルスＳＰ１を発生し、第４期間Ｔ４では第２吐出パルスＤＰ２を発生する。また、第５期間Ｔ５では第２予備パルスＳＰ２を発生し、第６期間Ｔ６では第３吐出パルスＤＰ３を発生する。
【００４４】
上記の吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３は、インク滴を吐出させるためのパルスである。この吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３が圧電振動子２１に供給されると、所定量のインク滴がノズル開口３３から吐出される。上記の予備パルスＳＰ１，ＳＰ２は、吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３によって吐出されるインク滴の量を調整するためのパルスであり、吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３に先立って発生される。上記の微振動パルスＯＰは、ノズル開口３３付近のインク増粘を防止するためのパルスであり、インク滴を吐出させない場合に選択される。以下、これらの駆動パルスについて詳細に説明する。
【００４５】
まず、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３について説明する。本実施形態において、各吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３は、同一の波形形状とされている。具体的には、図７（ａ）に示すように、中間電位ＶＭ（基準電位の一種）から最大電位ＶＨまでインク滴を吐出させない程度の一定勾配で電位を上昇させる膨張要素Ｐ１と、最大電位ＶＨを所定時間保持する膨張ホールド要素Ｐ２と、最大電位ＶＨから最低電位ＶＬまで急勾配で電位を下降させる吐出要素Ｐ３と、最低電位ＶＬを所定時間保持する制振ホールド要素Ｐ４と、最低電位ＶＬから中間電位ＶＭまで電位を上昇させる制振要素Ｐ５とを備える。
そして、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３が圧電振動子２１に供給されると、ノズル開口３３からは、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３が供給される毎に７ｐｌ（ピコリットル）前後のインク滴が吐出される。なお、「７ｐｌ前後」とは、流路形成基板３０やノズルプレート３１等の寸法ばらつきや取付公差によって、インク滴の吐出量等にばらつきが生じ得ることを意味している。
【００４６】
以下、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の供給に伴うインク滴の吐出について詳細に説明する。まず、膨張要素Ｐ１の供給によって圧力室３５は、中間電位ＶＭに対応する定常容積から最大電位ＶＨに対応する最大容積まで膨張する。この圧力室３５の膨張により、図７（ｂ）に示すように、メニスカスの位置は定常状態（［０］で示す位置）から圧力室３５側（［−］で示す方向）に引き込まれる。この圧力室３５の膨張状態は、膨張ホールド要素Ｐ２の供給期間中に亘って維持される。この期間中においてメニスカスは自由振動し、移動方向が吐出側（［＋］で示す方向）に切り替わる。
次に、吐出要素Ｐ３が供給されて、圧力室３５は、最大容積から最低電位ＶＬに対応する最小容積まで急激に収縮し、圧力室３５内のインクが加圧される。この加圧によってメニスカスは、吐出方向に急速に移動する。続いて、制振ホールド要素Ｐ４が供給され、圧力室３５はこの制振ホールド要素Ｐ４の供給期間中に亘って収縮状態に維持される。その間メニスカスは、慣性力によって吐出要素Ｐ３の供給後も吐出側に移動し続ける。その結果、柱状となったメニスカスの先端部分がちぎれ、インク滴となって吐出する。また、先端部分がちぎれた反動により、残った部分は圧力室３５側へ急速に移動する。
その後は、制振要素Ｐ５の供給によって圧力室３５が定常容積まで膨張復帰する。この制振要素Ｐ５は、圧力室３５側に引き込まれたメニスカスが反転して吐出側に移動するタイミングで供給されるので、メニスカスの吐出側への移動力を吸収するように作用する。その結果、メニスカスの振動が短時間で収束される。
【００４７】
次に、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２について説明する。図８（ａ）に示すように、この予備パルスＳＰ１，ＳＰ２は、中間電位ＶＭ（基準電位の一種）から予備最大電位ＶＰまで一定の電位勾配で電位を上昇させる予備膨張要素Ｐ１１（電位上昇要素の一種）と、予備最大電位ＶＰを維持する予備ホールド要素Ｐ１２（定電位要素の一種）と、予備最大電位ＶＰから中間電位ＶＭまで一定の電位勾配で電位を下降させる予備収縮要素Ｐ１３（電位下降要素の一種）とを含む台形状のパルスである。そして、本実施形態では、予備膨張要素Ｐ１１の電位勾配（登り傾斜の角度）を、予備収縮要素Ｐ１３の電位勾配（下り傾斜の角度）よりも急峻に設定している。
【００４８】
上記の予備パルスＳＰ１，ＳＰ２が圧電振動子２１に供給されると、インク滴を吐出させない程度の圧力変動が圧力室３５内のインクに生じ、メニスカスが移動する。例えば、図８（ｂ）に示すように、予備膨張要素Ｐ１１が圧電振動子２１に供給されると圧電振動子２１が多少収縮して圧力室３５が膨張し、メニスカスが圧力室３５側に引き込まれる。この時、メニスカスの引き込み量は、予備膨張要素Ｐ１１の印加電圧（電位差）及び電位勾配（発生時間）によって規定される。本実施形態では、この予備膨張要素Ｐ１１の印加電圧、即ち、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の駆動電圧Ｖｈ（最大電位ＶＨと最低電位ＶＬの電位差）を基準に定めている。具体的には、予備膨張要素Ｐ１１の印加電圧を駆動電圧Ｖｈの２．５％〜２５％以下の範囲で定めている。そして、この印加電圧の値は、予備パルスを使用しない状態におけるノズル列３４毎のインク量に基づいて定められる。
【００４９】
続いて、予備ホールド要素Ｐ１２が圧電振動子２１に供給される。これにより、圧電振動子２１の収縮状態が維持され、圧力室３５の膨張状態も維持される。そして、この期間中においてメニスカスは自由振動する。次に、予備収縮要素Ｐ１３が供給されて圧電振動子２１が伸長し、圧力室３５が定常容積まで収縮する。ここで、圧力室３５の収縮タイミングは、メニスカスの移動方向がインク滴の吐出方向に切り替わった後に設定される。従って、メニスカスは、圧力室３５の収縮によって後押しされた状態となり、吐出方向へ円滑に移動する。その結果、予備収縮要素Ｐ１３の供給終了後、圧力室３５が定常容積で維持されている期間においてもメニスカスは自由振動し、吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３の供給開始時点において定常状態よりも盛り上がった状態になる。
【００５０】
従って、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３に先立って供給することで、吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３の供給開始時点におけるメニスカスの状態、即ち、定常状態に対する盛り上がりの度合いを制御できる。そして、メニスカスの盛り上がりを制御できることから、吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３の供給に伴う吐出インク量を変化させることができる。即ち、同じ波形形状の吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３を用いながらも、吐出されるインク量を予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の非使用時よりも増やすことができる。これは、メニスカスの盛り上がり状態の差がインク量の差になったことによる。例えば、図８（ｂ）に示すように、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の使用時におけるメニスカスの振幅（実線）は、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の非使用時におけるメニスカスの振幅（一点鎖線）よりも大きくなる。そして、この振幅の差がインク滴の吐出量の差となって現れたものと考えられる。
【００５１】
ところで、吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３の供給開始時点におけるメニスカスの状態は、予備膨張要素Ｐ１１の印加電圧、言い換えれば、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを変えることで調整することができる。例えば、図９（ａ）に示すように、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを図８（ａ）の予備パルス（一点鎖線）の波高値Ｖｐよりも△Ｖだけ上昇させた場合には、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の供給に伴うメニスカスの振幅もその分だけ大きくなる。従って、吐出パルスＤＰ１，ＤＰ２の供給開始時点において、メニスカスをその分だけ盛り上げることができる。
その結果、図９（ｂ）に示すように、波高値Ｖｐを標準よりも高めた予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を用いた場合のメニスカスの振幅（実線）は、標準の波高値Ｖｐに設定した場合のメニスカスの振幅（一点鎖線）よりも大きくなる。そして、この振幅の差がインク滴の吐出量の差となって現れるため、波高値Ｖｐを高めた予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を用いることでインク滴の吐出量を増やすことができる。
【００５２】
次に、上記の微振動パルスＯＰについて説明する。この微振動パルスＯＰは、図６に示すように、微振動膨張要素Ｐ２１と、微振動ホールド要素Ｐ２２と、微振動収縮要素Ｐ２３とからなる台形状のパルスである。この微振動パルスＯＰは、上記したように、インク滴を吐出させない場合に選択されるものである。そして、この微振動パルスＯＰが圧電振動子２１に供給されると、インク滴を吐出させない程度の圧力変動が圧力室３５内のインクに励起される。これにより、メニスカスが微振動し、ノズル開口３３付近のインクが攪拌されてインクの増粘が防止される。
【００５３】
ところで、この微振動パルスＯＰは、インク滴を吐出させない程度に圧力室３５内のインクに圧力変動を生じさせている点で予備パルスＳＰ１，ＳＰ２と共通している。しかし、微振動パルスＯＰは、メニスカスの振動をできるだけ長い期間に亘って持続させるべく波形形状が設定されているのに対し、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２は、吐出パルスＤＰの供給開始時点においてメニスカスを所望の状態にすべく波形形状が設定されている点で相違する。このように、微振動パルスＯＰと予備パルスＳＰ１，ＳＰ２とは使用目的が相違するため、本実施形態では、微振動パルスＯＰ及び予備パルスＳＰ１，ＳＰ２のそれぞれを専用波形として構成している。
【００５４】
次に、上記プリンタにおけるインク滴の吐出制御（階調制御）について説明する。本実施形態において制御部６（波形設定手段）は、ノズル列３４毎のインク吐出量に応じて予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを設定する。このため、インク吐出量から予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを設定する手順について以下説明する。
【００５５】
制御部６は、識別情報記憶部１０に記憶された波高値オフセット情報に基づいて予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを設定する。ここで、波高値オフセット情報の決定手順について説明する。
【００５６】
この波高値オフセット情報は、上記したように、記録ヘッド８の検査工程等によって決定され、識別情報記憶部１０に記憶されるものである。本実施形態において、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐは吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の駆動電圧Ｖｈ（波高値Ｖｐ）を基準に定められる。このため、まず、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の仮駆動電圧Ｖｈ´を決定する。ここでは、一記録周期Ｔで吐出される合計のインク量が２０ｐｌとなるように、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の仮駆動電圧Ｖｈ´を決定する。
例えば、記録ヘッド８が有する全てのノズル開口３３から規定数のインク滴を吐出させ、その重量を測定する。具体的には、吐出させたインク滴をシャーレ等の捕集容器にて捕集し、電子天秤等を用いて重量を測定する。そして、この測定したインク重量とインク滴の吐出回数との関係から一記録周期Ｔあたりの吐出インク重量を算出し、一記録周期Ｔあたりの吐出インク重量が２０．０ｐｌとなった電圧値を仮駆動電圧Ｖｈ´に決定する。
なお、このようにして決定された仮駆動電圧Ｖｈ´は、識別情報記憶部１０に記憶される。
【００５７】
吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の仮駆動電圧Ｖｈ´を決定したならば、初期重量比情報を決定する。ここでは、まず、各ノズル列３４毎にインク滴を吐出させて吐出重量を測定する。この場合の測定手順は、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の仮駆動電圧Ｖｈ´を決定する場合と同様であり、測定対象のノズル列３４に属する全てのノズル開口３３から所定数のインク滴を吐出させて合計のインク重量を測定し、１滴あたりのインク重量を取得する。なお、この測定において、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の駆動電圧Ｖｈは、先に決定した仮駆動電圧Ｖｈ´とする。
１滴当たりのインク重量を取得したならば、次式（１）に基づいて初期重量比を算出する。
【００５８】
初期重量比＝(対象列の測定重量／設計重量値×100)−100 … (1)
【００５９】
例えば、図１０（ａ）に示す記録ヘッド８では、第１ノズル列３４Ａの初期重量比が７．０％である。これは、インク滴の吐出重量が平均値（設計値）よりも７．０％多いノズル列３４であることを意味する。また、第２ノズル列３４Ｂ〜第４ノズル列３４Ｄの初期重量比は、それぞれ−２．０％，−５．０％，１．０％である。従って、第２ノズル列３４Ｂの吐出重量は平均値よりも２．０％少なく、第３ノズル列３４Ｃの吐出重量は平均値よりも５．０％少ない。また、第４ノズル列３４Ｄの吐出重量は平均値よりも１．０％多い。
【００６０】
初期重量比情報を求めたならば、波高値オフセット情報（Ｖｐオフセット）を取得する。波高値オフセット情報を取得するにあたり、各ノズル列３４を、初期重量比の最大値に近いグループと、最小値に近いグループとに分ける。図１０（ａ）の例では、第１ノズル列３４Ａが最大値であり、第３ノズル列３４Ｃが最小値である。そして、第２ノズル列３４Ｂは最小値に近いので最小値グループに分類する。なお、第４ノズル列３４は、最大値との差と最小値との差が等しいので、いずれのグループに分けることもできるが、便宜上何れかのグループに分類する。本実施形態では、最大値グループと最小値グループとに属するノズル列３４の数を揃えるべく、第４ノズル列３４を最大値グループに分類している。
【００６１】
ノズル列３４を分類したならば、グループ毎に初期重量比の平均値を算出する。そして、最小値グループの平均値から最小値グループの平均値を減算し、得られた値を最小値グループのノズル列３４に与えるオフセット値とする。そして、このオフセット値が波高値オフセット情報となる。
図１０（ａ）の例では、最大値グループの平均重量比が４．０％であり、最小値グループの平均重量比は−３．５％である。このため、第２ノズル列３４Ｂの波高値オフセット情報、及び、第３ノズル列３４Ｃの波高値オフセット情報の値は７．５％となる。また、第１ノズル列３４Ａの波高値オフセット情報、及び、第４ノズル列３４Ｄの波高値オフセット情報の値は０．０％となる。
そして、これらの波高値オフセット情報が識別情報記憶部１０に記憶される。
【００６２】
なお、プリンタの動作時において、制御部６は、この波高値オフセット情報から予備パルスの波高値Ｖｐを設定する。本実施形態では、オフセット値１％あたりのＶｐ／Ｖｈ値を２．５％とし、最大値を２５％（オフセット値で１０％）としている。このため、制御部６は、７．５％の波高値オフセット情報に基づいて、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを駆動電圧Ｖｈの１８．８％に設定する。
【００６３】
波高値オフセット情報を決定したならば、駆動電圧オフセット情報（Ｖｈオフセット）を設定する。この駆動電圧オフセット情報は、仮駆動電圧Ｖｈ´から実際の吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３に適用する駆動電圧Ｖｈを求めるための情報である。
即ち、吐出インク量が少ないノズル列３４に対して予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用することから、プリンタの動作時においてインク滴吐出量の平均値がその分だけ上昇することになる。このため、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の駆動電圧Ｖｈを仮駆動電圧Ｖｈ´よりも低く設定し、記録ヘッド８全体での１記録周期Ｔあたりの吐出量が２０ｐｌとなるように駆動電圧Ｖｈを設定する必要がある。駆動電圧オフセット情報は、仮駆動電圧Ｖｈ´から駆動電圧Ｖｈを求める際に、制御部６（波形設定手段）が使用する情報である。
【００６４】
本実施形態では、この駆動信号オフセット情報を、インク滴の吐出量を測定することで設定している。即ち、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を用いた状態でインク滴を吐出させて重量を測定し、規定量（例えば、一周期あたり２０．０ｐｌ）のインク滴が吐出される駆動電圧値を取得する。そして、取得した駆動電圧値を仮駆動電圧値から算出するための補正係数を駆動信号オフセット情報として設定する。図１０（ａ）の例では駆動信号オフセット情報は−３．８％となる。
【００６５】
なお、波高値オフセット情報や駆動信号オフセット情報を、仮駆動電圧値に対する補正係数としたのは、実際の使用時においては、駆動電圧が使用環境の温度によっても変動するからである。即ち、温度の変動によっても駆動電圧が変動するので、仮駆動電圧値を基準とし、この仮駆動電圧に対して種々の補正をする構成の方が、駆動信号の波形形状を効率よく設定できることによる。
【００６６】
そして、制御部６（波形設定手段）は、プリンタの動作時において、これらの仮駆動電圧情報、波高値オフセット情報、及び駆動信号オフセット情報を用いて駆動信号の波形形状を設定する。また、駆動信号発生回路９（駆動信号発生手段）は、制御部６に制御され、設定された波形形状の駆動信号を発生する。
【００６７】
また、デコーダ５５（翻訳手段）は、プリンタの動作時において、波高値オフセット情報に基づき、そのノズル列が予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用するか否かを判断する。例えば、波高値オフセット情報として０．０％が設定されたノズル列３４Ａ，３４Ｄは予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用しないと判断し、波高値オフセット情報として７．５％が設定されたノズル列３４Ｂ，３４Ｃは予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用すると判断する。
【００６８】
この判断結果に基づき、デコーダ５５は、異なるパルス選択情報を生成する。即ち、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用しないノズル列３４Ａ，３４Ｄについては、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の発生期間に対応するパルス選択情報を［０］に設定することで、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を圧電振動子２１に供給しないようにしている。これにより、インク滴を吐出させる場合には、吐出パルスＤＰのみが選択される。一方、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用するノズル列３４Ｂ、３４Ｃについては、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の発生期間に対応するパルス選択情報を［１］に設定することで、吐出パルスＤＰの供給に先立って予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を圧電振動子２１に供給する。
【００６９】
図６に基づいて、具体的に説明すると、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用しない第１ノズル列３４Ａ及び第４ノズル列３４Ｄ用のデコーダ５５は、（ｂ）に示すように、階調情報［００］（微振動）に基づいて、パルス選択情報［１０００００］を生成し、階調情報［０１］（小ドット）に基づいて、パルス選択情報［０００１００］を生成する。また、階調情報［１０］（中ドット）に基づいて、パルス選択情報［０１０００１］を生成し、階調情報［１１］（大ドット）に基づいて、パルス選択情報［０１０１０１］を生成する。
【００７０】
これらのパルス選択情報により、微振動の階調情報に基づいて微振動パルスＯＰが選択され、圧電振動子２１に供給される。また、小ドットの階調情報に基づいて第２吐出パルスＤＰ２が選択され、圧電振動子２１に供給される。さらに、中ドットの階調情報に基づいて第１吐出パルスＤＰ１と第３吐出パルスＤＰとが圧電振動子２１に供給され、大ドットの階調情報に基づいて第１吐出パルスＤＰ１、第２吐出パルスＤＰ２及び第３吐出パルスＤＰが圧電振動子２１に供給される。
【００７１】
一方、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用する第２ノズル列３４Ｂ及び第３ノズル列３４Ｃ用のデコーダ５５は、（ｃ）に示すように、階調情報［００］（微振動）に基づいて、パルス選択情報［１０００００］を生成し、階調情報［０１］（小ドット）に基づいて、パルス選択情報［００１１００］を生成する。また、階調情報［１０］（中ドット）に基づいて、パルス選択情報［０１００１１］を生成し、階調情報［１１］（大ドット）に基づいて、パルス選択情報［０１１１１１］を生成する。
【００７２】
これらのパルス選択情報により、小ドットの階調情報に基づき、第２吐出パルスＤＰ２に先立って第１予備パルスＳＰ１が選択され、圧電振動子２１に供給される。この場合、第１予備パルスＳＰ１によってメニスカスが予め加振されるので、単に第２吐出パルスＤＰ２のみを供給した場合に比べてインク滴の吐出量を増やすことができる。さらに、この第１予備パルスＳＰ１の波高値Ｖｐ及び第２吐出パルスＤＰ２の駆動電圧Ｖｈについては、上記したように適正化が図られているので、インク量の列間ばらつきを可及的に少なくすることができる。
【００７３】
また、中ドットの階調情報に基づいて第１吐出パルスＤＰ１、第２予備パルスＳＰ２及び第３吐出パルスＤＰ３が圧電振動子２１に供給される。この場合にも第３吐出パルスＤＰ３に先立って第２予備パルスＳＰ２が選択され、圧電振動子２１に供給される。従って、第２予備パルスＳＰ２によってメニスカスが予め加振されるので、単に第３吐出パルスＤＰ３のみを供給した場合に比べてインク滴の吐出量を増やすことができる。
【００７４】
さらに、大ドットの階調情報に基づいて第１吐出パルスＤＰ１〜第３吐出パルスＤＰ３と、第１予備パルスＳＰ１及び第２予備パルスＳＰ２とが圧電振動子２１に供給される。この場合には、第１予備パルスＳＰ１及び第２予備パルスＳＰ２により、第２吐出パルスＤＰ２及び第３吐出パルスＤＰ３の吐出インク量が高められる。
【００７５】
以上の補正を行うことにより、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使わない場合に比べてノズル列３４間のばらつきを減少させることができた。図１０（ａ）の例では、吐出インク量の最も多い第１ノズル列３４Ａは、補正後において重量比（補正重量比）が３．３％となった。また、吐出インク量の最も少ない第３ノズル列３４Ｃは、補正重量比が−１．３％となった。さらに、第１ノズル列３４Ａは、補正重量比が１．８％となり、第４ノズル列３４Ｄは補正後において重量比が−２．８％となった。その結果、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を用いない場合には５．１％あった重量ばらつきが、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を用いることにより２．７％にまで小さくなった。
【００７６】
また、図１０（ｂ）〜（ｄ）の例でも同様な効果を確認できた。例えば、図１０（ｂ）の例では、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の非使用時に４．７％あった重量ばらつきが、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の使用により０．８％にまで小さくなり、図１０（ｃ）の例では、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の非使用時に４．０％あった重量比らつきが、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の使用により０．０％にまで小さくなった。また、図１０（ｄ）の例では、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の非使用時に５．０％あった重量ばらつきが、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の使用により１．７％にまで小さくなった。
【００７７】
このように、本実施形態では、駆動信号に予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を含ませ、波高値オフセット情報に基づいて予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の供給／非供給を制御しているので、一連の駆動信号を発生可能な駆動信号発生回路９と、この駆動信号から必要なパルスを選択して圧電振動子２１に供給するパルス供給手段（制御ロジック５６、デコーダ５５、レベルシフタ５７、スイッチ回路５８）とを設ければ足りる。そして、これらの駆動信号発生回路９とパルス供給手段は既存の構成を用いて構成できるので、装置構成を簡素化できる。このため、装置の小型化が図れると共に、設計の自由度が増す。さらに、安価に構成することもできる。
【００７８】
ところで、本発明はこの構成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、上記実施形態では、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を用いてノズル列３４同士の吐出量ばらつきを調整する場合について説明したが、この予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を用いてドット種類毎の吐出量を調整することもできる。以下、このように構成した例について説明する。
【００７９】
上記実施形態のように、同一形状の吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３を一記録周期Ｔ内に複数含ませ、一周期内における供給数を変化させることで階調制御を行う構成は、言い換えれば、階調毎に吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の供給周期を変えている構成といえる。この構成において、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の供給間隔を狭めて供給周波数を高めると、先の吐出動作によるメニスカスの振動が収まらないうちに次の吐出動作が始まってしまうことになる。そして、次の吐出動作におけるインク滴の吐出量は、吐出パルス供給開始時点のメニスカスの状態（例えば、盛り上がり度合い）によって変動する。このため、供給周波数が最も高い大ドットの記録時と供給周波数が最も低い小ドットの記録時とにおいて、１滴あたりの量が異なる虞がある。
【００８０】
一般に、吐出パルス同士の間隔を詰めてゆくと、後の吐出パルスの供給開始時点においてメニスカスは盛り上がった状態になる。このため、同じ波形形状の吐出パルスＤＰを用いたとしても、後の吐出パルスでは、吐出されるインク滴の量が増えることになる。そして、吐出パルスの駆動電圧Ｖｈを大ドット記録時の吐出量で定めた場合、中ドット記録時や小ドット記録時における１滴の量は、供給周波数が大ドット記録時よりも低いので、大ドット記録時よりも少なくなる傾向を持つ。そして、このような１滴あたりのインク量の変化特性（周波数特性と呼ぶ）は、ヘッド流路寸法のばらつき等によって変化するため、小、中、大ドットの重量比が個体毎にばらつくといった問題が発生する。
本実施形態は、この点に着目したものであり、中ドット記録時や小ドット記録時におけるインク量の個体ばらつきを予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を用いて補正するものである。
【００８１】
本実施形態において使用する駆動信号を図１１に示す。この駆動信号は、図６に示したものと同様であるが、第１予備パルスＳＰ１と第２予備パルスＳＰ２の設定方法が異なっている。即ち、第１予備パルスＳＰ１は、小ドット記録時のインク量調整用であり、第２吐出パルスＤＰ２による吐出インク量を調整する。また、第２予備パルスＳＰ２は、中ドット記録時のインク量調整用であり、第３吐出パルスＤＰ３による吐出インク量を調整する。
【００８２】
本実施形態においても、これらの予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを設定することで吐出インク量を調整する。この波高値Ｖｐの設定は、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用しない状態における１滴のインク量に基づいて行われる。以下、波高値Ｖｐの設定について説明する。
【００８３】
波高値Ｖｐの設定にあたり、まず、吐出パルスＤＰ１〜ＤＰ３の駆動電圧Ｖｈを決定する。この駆動電圧Ｖｈの決定は、上記した実施形態と同様に、記録ヘッド８の検査工程等で行われる。ここでの駆動信号の決定は、大ドットの供給周波数で各吐出パルスＤＰを圧電振動子２１に供給してインク滴を吐出させ、吐出させたインク滴の重量を測定することで行う。例えば、一記録周期Ｔあたりの吐出インク量が２０．０ｐｌとなる駆動電圧Ｖｈの値を、使用する駆動電圧Ｖｈとする。
【００８４】
駆動電圧Ｖｈを決定したならば、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を使用しない状態で、第２吐出パルスＤＰ２に対応する吐出量を測定し、吐出量の設計値に対する重量比、即ち、小ドット重量比を取得する。この小ドット重量比は、例えば次式（２）によって計算される。
【００８５】
小ドット重量比＝（測定重量／設計重量）−１ … (2)
【００８６】
この重量比情報は、例えば図１２に示すように−５％〜５％の範囲で１％単位で設定される。この重量比情報は、小ドット重量（低周波重量）のばらつき情報であり、中心値（設計重量，標準重量）からの偏差を示している。例えば、重量比０％とは、小ドット重量が中心値となる記録ヘッド８であることを意味する。また、重量比−３％とは、小ドット重量が中心値より３％少なくなる記録ヘッド８であることを意味し、重量比３％とは、小ドット重量が中心値より３％多くなる記録ヘッド８であることを意味する。
【００８７】
小ドット重量ばらつきの補正は、重量比情報をもとに、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを設定することにより行う。本実施形態の予備パルスによる補正では、重量を増加させるという一方向の自由度しか持たず減少させることができないため、図１２に示すように、重量比が中心値の記録ヘッド８においてＶｐ／Ｖｈ＝１２．５％をゼロ点（基準）とし、その波高値Ｖｐからの増減によって重量調整を行う。このため、重量比情報が中心値の記録ヘッド８においては、小ドット重量が標準重量よりも多少多くなる。
【００８８】
そして、重量比情報が＋３％であれば、Ｖｐ／Ｖｈ＝５％（即ち、１２．５％−７．５％）に設定してインク滴の吐出重量を減少させる。また、重量比情報が−３％であれば、Ｖｐ／Ｖｈ＝２０．０％（即ち、１２．５％＋７．５％）に設定してインク滴の吐出重量を増加させる。さらに、重量比情報が−５％以下であればＶｐ／Ｖｈ＝２５％（即ち、１２．５％＋１２．５％）に設定し、重量比情報が＋５％以上であればＶｐ／Ｖｈ＝０％（即ち、１２．５％−１２．５％）に設定してそれ以上の補正は行わない。
【００８９】
なお、小ドットでの重量比情報はまた、中ドット記録時におけるインク量ばらつきに関する情報でもある。小ドットのインク量が少なくなるような記録ヘッド８では、中ドットのインク量も少なくなるため、本実施形態では、その相関に基づいて第２予備パルスＳＰ２の波高値Ｖｐを第１予備パルスＳＰ１の波高値Ｖｐと等しくなるように設定している。勿論、中ドットでの重量比情報を別途取得してもよい。この場合には第２予備パルスＳＰ２の波高値Ｖｐは、中ドットの重量比情報に基づいて独立に設定する。
【００９０】
このような制御を行うことにより、本実施形態では、小ドットや中ドットの記録時におけるインク量ばらつきを防止でき、良好な画質で記録できる。
【００９１】
また、上記の予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を、環境温度の変化に伴う吐出量ばらつきの調整に用いてもよい。この場合、制御部６は、サーミスタ等の温度検出手段からの検出信号に基づいて環境温度を認識し、認識した環境温度に応じて予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを設定する。例えば、制御部６は、標準使用温度の波高値Ｖｐを吐出パルスＤＰにおける駆動電圧Ｖｈの１２．５％に設定し、環境温度が標準使用温度よりも高くなる程に波高値Ｖｐを低くする。一方、環境温度が標準使用温度よりも低くなる程に波高値Ｖｐを高くする。これにより、環境温度が変化しても吐出パルスＤＰの駆動電圧Ｖｈを変えることなく、吐出量の調整が行える。従って、プリンタに使用する電源容量を小さくすることができ、装置の小型化や省電力化に寄与する。
【００９２】
また、上記実施形態では、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の波高値Ｖｐを変えることでインク滴の吐出量を調整していたが、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２に含まれる予備膨張要素Ｐ１１、予備ホールド要素Ｐ１２、予備収縮要素Ｐ１３の発生時間を調整するように構成してもよい。即ち、予備膨張要素Ｐ１１や予備収縮要素Ｐ１３の発生時間を調整すると、これらの要素の電位勾配が変化するので、メニスカスの振動状態を変化させることができる。
従って、インク滴の吐出量ばらつきに応じて予備膨張要素Ｐ１１や予備収縮要素Ｐ１３の発生時間を調整することにより、インク滴の吐出量を変化させることができ、吐出インク量のばらつき等を調整することができる。
【００９３】
さらに、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２から吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３までの時間間隔を変更する構成としてもよい。即ち、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の供給終了後において、メニスカスは自由振動をしているので、時間の経過に伴ってメニスカスの状態（位置）が変化する。
このため、インク滴の吐出量ばらつきに応じて予備パルスＳＰ１，ＳＰ２から吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３までの時間間隔を調整することにより、インク滴の吐出量を変化させることができ、吐出インク量のばらつき等を調整することができる。
【００９４】
また、上記実施形態の予備パルスＳＰ１，ＳＰ２は、高電位側に凸の台形状パルスであったが、低電位側に凸（高電位側からみて凹）の台形状パルスによって構成してもよい。この場合、吐出パルスＤＰ２，ＤＰ３の供給開始時点において、メニスカスは定常状態よりも圧力室３５側に引き込まれた状態になる。このため、インク滴の吐出量を、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の非使用時よりも少なくすることができる。即ち、吐出インク量を減じる側の調整ができる。
【００９５】
また、上記実施形態においては、識別情報を複数のノズル列３４のそれぞれに設定し、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の供給制御をノズル列３４単位で行うものについて説明したが、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２の供給制御をノズル開口単位で行うようにしてもよい。
【００９６】
また、圧力発生素子としては、圧電振動子２１に限らず、磁歪素子や静電アクチュエータ等も用いることができる。
【００９７】
また、上記実施形態では、微振動パルスＯＰと予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を専用のパルスによって構成したが、この構成に限定されるものではない。即ち、微振動パルスＯＰと予備パルスＳＰ１，ＳＰ２は、インク滴を吐出させない程度にメニスカスを振動させている点で共通している。従って、予備パルスＳＰ１，ＳＰ２を用いて非記録時におけるメニスカスの微振動を行ってもよい。また、上記実施形態における微振動パルスＯＰを、第１吐出パルスＤＰ１用の予備パルスとして使用してもよい。
【００９８】
また、吐出パルスの波形形状は、上記に限らず任意の波形形状を用いることができる。例えば、一記録周期内に小ドット用の小ドット駆動パルスと中ドット用の中ドット駆動パルスとを含ませた構成において、小ドット駆動パルスの直前に１つの予備パルスを発生させ、中ドット駆動パルスの直前に１つの予備パルスを発生させてもよい。
【００９９】
なお、本発明は、プリンタ以外の液体噴射装置にも適用できる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタを製造するディスプレー製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極を形成する電極製造装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置，極く少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペット等の液体噴射装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 プリンタの構成を説明するブロック図である。
【図２】 記録ヘッドの断面図である。
【図３】 圧力室周辺を拡大して示した断面図である。
【図４】 記録ヘッドをノズルプレート側から見た図である。
【図５】 記録ヘッドの電気駆動系を説明するブロック図である。
【図６】 第１実施形態を説明する図であり、（ａ）は駆動信号を、（ｂ）は予備パルスを使用しない場合の選択情報を、（ｃ）は予備パルスを使用する場合の選択情報をそれぞれ示す。
【図７】 吐出パルスを説明する図であり、（ａ）は波形を、（ｂ）はメニスカスの動きをそれぞれ示す。
【図８】 予備パルスを説明する図であり、（ａ）は波形を、（ｂ）はメニスカスの動きをそれぞれ示す。
【図９】 予備パルスの波高値を変えた状態を説明する図であり、（ａ）は波形を、（ｂ）はメニスカスの動きをそれぞれ示す。
【図１０】 （ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、本発明を適用した具体例を説明する図である。
【図１１】 第２実施形態を説明する図であり、（ａ）は駆動信号を、（ｂ）は予備パルスを使用しない場合の選択情報をそれぞれ示す。
【図１２】 第２実施形態を説明する図であり、調整情報と予備パルスの波高値との関係を説明する図である。
【符号の説明】
１…プリンタコントローラ，２…プリントエンジン，３…外部Ｉ／Ｆ，４…ＲＡＭ，５…ＲＯＭ，６…制御部，７…発振回路，８…記録ヘッド，９…駆動信号発生回路，１０…識別情報記憶部，１１…内部Ｉ／Ｆ，１２…記録ヘッドの電気駆動系，１３…パルスモータ，１４…紙送りモータ，２１…圧電振動子，２２…振動子群，２３…固定板，２４…フレキシブルケーブル，２５…振動子ユニット，２６…ケース，２７…流路ユニット，２８…収納空部，２９…島部，３０…流路形成基板，３１…ノズルプレート，３２…弾性板，３３…ノズル開口，３４…ノズル列，３５…圧力室，３６…インク供給口，３７…リザーバ，３８…ノズル連通口，３９…支持板，４０…樹脂フィルム，５１…第１シフトレジスタ，５２…第２シフトレジスタ，５３…第１ラッチ回路，５４…第２ラッチ回路，５５…デコーダ，５６…制御ロジック，５７…レベルシフタ，５８…スイッチ回路
Claims (9)
- 圧力発生素子の作動によって圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ、該圧力変動を利用することでノズル開口から液滴を吐出可能な液体噴射ヘッドと、
液滴を吐出させるための吐出パルスを含んだ一連の駆動信号を発生可能な駆動信号発生手段と、
前記駆動信号の中から必要なパルスを選択して圧力発生素子に供給するパルス供給手段とを有する液体噴射装置において、
前記液体噴射ヘッドの個体差に起因する吐出液量の偏差情報を識別情報として記憶可能な識別情報記憶手段を設け、
前記駆動信号発生手段は、液滴を吐出させない程度の圧力変動を圧力室内の液体に生じさせてメニスカスを移動させる予備パルスを、前記吐出パルス及びメニスカスを微振動させる微振動パルスとは別個独立して吐出パルスとの間に基準電位で一定な間隔を設けた状態で吐出パルスに先立って発生し、前記微振動パルスを、前記吐出パルス及び前記予備パルスよりも前に発生し、
前記予備パルスは、基準電位から予備最大電位まで一定の電位勾配で電位を上昇させる電位上昇要素と、予備最大電位を維持する定電位要素と、予備最大電位から基準電位まで一定の電位勾配で電位を下降させる電位下降要素とを含む台形状のパルスであって、前記微振動パルスとは異なる形状に設定され、
前記パルス供給手段は、液滴を吐出しない場合に前記微振動パルスのみを選択して圧力発生素子へ供給し、液滴を吐出する場合に前記識別情報に基づいて前記予備パルスの圧力発生素子への供給又は非供給を制御することにより液滴の吐出量を調整することを特徴とする液体噴射装置。 - 前記駆動信号発生手段から発生させる駆動信号の波形形状を設定可能な波形設定手段を設け、
該波形設定手段は、前記識別情報に基づいて前記予備パルスの波形形状を設定することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。 - 前記波形設定手段は、前記識別情報に基づいて前記予備パルスの波高値を設定することを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
- 前記波形設定手段は、前記識別情報に基づいて前記電位上昇要素と電位下降要素の少なくとも一方の要素の電位勾配を設定することを特徴とする請求項２から請求項３の何れか１項に記載の液体噴射装置。
- 前記波形設定手段は、前記識別情報に基づいて前記予備パルスから前記吐出パルスまでの時間間隔を設定することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
- 前記液体噴射ヘッドは、複数のノズル開口を列設してなるノズル列を複数列備え、
前記識別情報を複数のノズル列のそれぞれに対応させて設定し、前記パルス供給手段による予備パルスの供給制御を、ノズル列単位で行うことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の液体噴射装置。 - 前記識別情報を複数のノズル開口のそれぞれに対応させて設定し、前記パルス供給手段による予備パルスの供給制御を、ノズル開口単位で行うことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の液体噴射装置。
- 圧力発生素子の作動によって圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ、該圧力変動を利用することでノズル開口から液滴を吐出可能な液体噴射ヘッドと、
液滴を吐出させるための吐出パルスを含んだ一連の駆動信号を発生可能な駆動信号発生手段と、
前記駆動信号の中から必要なパルスを選択して圧力発生素子に供給するパルス供給手段とを有する液体噴射装置の液滴吐出制御方法において、
前記液体噴射ヘッドの個体差に起因する吐出液量の偏差情報を識別情報として識別情報記憶手段に記憶し、
液滴を吐出させない程度の圧力変動を圧力室内の液体に生じさせてメニスカスを移動させる予備パルスを、前記吐出パルス及びメニスカスを微振動させる微振動パルスとは別個独立して吐出パルスとの間に基準電位で一定な間隔を設けた状態で吐出パルスに先立って発生させ、前記微振動パルスを、前記吐出パルス及び前記予備パルスよりも前に発生させ、
前記予備パルスを、基準電位から予備最大電位まで一定の電位勾配で電位を上昇させる電位上昇要素と、予備最大電位を維持する定電位要素と、予備最大電位から基準電位まで一定の電位勾配で電位を下降させる電位下降要素とを含む台形状のパルスであって、前記微振動パルスとは異なる形状に設定し、
液滴を吐出しない場合に前記微振動パルスのみを選択して圧力発生素子へ供給し、液滴を吐出する場合に前記識別情報に基づいて前記予備パルスの圧力発生素子への供給又は非供給を制御することにより液滴の吐出量を調整することを特徴とする液体噴射装置の液滴吐出制御方法。 - 前記駆動信号発生手段から発生させる駆動信号の波形形状を設定可能な波形設定手段を設け、
該波形設定手段は、前記識別情報に基づいて予備パルスの波形形状を設定することを特徴とする請求項８に記載の液体噴射装置の液滴吐出制御方法。
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