JP2016203394A - 液体噴射ヘッド、情報処理装置、及び吐出速度補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出速度のバラツキを補正することを可能とする。【解決手段】複数のノズルと、ノズルごとのパルス幅と、予め定められる電圧値とを有する駆動パルスによって圧電素子を駆動して、駆動パルスに応じた吐出速度で各ノズルから液滴を噴射する液体噴射ヘッドにおける吐出速度補正方法であって、パルス幅と吐出速度との関係を示す変化特性ごとに補正パルス幅を補正パルス幅記憶部に記憶させ、ノズルごとに測定された吐出速度を取り込み、測定されたノズルごとの吐出速度に基づいて、各々のノズルに対応する補正パルス幅を補正パルス幅記憶部から読み出し、読み出した補正パルス幅による吐出速度を、予め定められる所望の吐出速度とする電圧値を算出する吐出速度補正方法。【選択図】図６

Description

本発明は、例えば、液体噴射ヘッド、情報処理装置、及び吐出速度補正方法に関する。

被記録媒体に液体を吐出する装置として、複数のノズルから被記録媒体に向かって液滴を吐出する液体吐出記録装置が知られている。液体吐出記録装置には、例えば、液体を一滴あたり数〜数十ピコリットル程度の液滴として吐出する液体吐出ヘッドを備えたものがある。このような液体吐出ヘッドには、複数のノズルが備えられており、各ノズルに対して電極から駆動パルスを印加することにより圧電素子を駆動して、複数のノズルから同時に液滴を吐出するものがある。このような液体吐出ヘッドでは、複数のノズルのそれぞれが同一の吐出特性になっていなければ、被記録媒体に液滴を吐出しても、被記録媒体に着弾した液滴の大きさや位置にバラツキやムラができてしまう。現実には、各ノズルが同一の吐出特性になるように製造することは困難であり、同一の駆動パルスを印加しても、吐出特性にバラツキがでてしまうため、このバラツキを補正することを目的とするような技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１８９９５４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、液滴の吐出量に関する補正を可能としているが、上記のような吐出特性に関するバラツキの問題の中には、同一の駆動パルスを与えても、液体の吐出速度にバラツキが出てしまうという問題もある。吐出速度にバラツキが出てしまうと、液体を吐出して被記録媒体に着弾させても着弾位置にずれが出てしまうという問題がある。

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、吐出速度のバラツキを補正することを可能とする液体噴射ヘッド、情報処理装置、及び吐出速度補正方法を提供することにある。

上記問題を解決するために、本発明の一態様は、液体を、被記録媒体に着弾する液滴として噴射する液体噴射ヘッドであって、電圧及びパルス幅を有する駆動パルスを印加する印加部と、前記液滴を吐出する複数のノズルを有し、前記印加部による前記ノズルごとへの前記駆動パルスの印加により圧電素子を駆動し、前記駆動パルスに応じた吐出速度で前記液滴を前記ノズルから吐出するヘッドチップと、前記ノズルごとの前記パルス幅と、前記印加部が印加する電圧値とを記憶する記憶部と、前記パルス幅と前記吐出速度との関係ごとに補正パルス幅を記憶する補正パルス幅記憶部と、前記ノズルごとに測定される吐出速度を取り込む吐出速度蓄積部と、前記吐出速度蓄積部が取り込んだ前記ノズルごとの吐出速度に基づいて、各々の前記ノズルに対応する前記補正パルス幅を前記補正パルス幅記憶部から読み出し、前記記憶部に書き込む補正パルス幅選択部と、前記補正パルス幅選択部が前記記憶部に書き込んだ補正パルス幅による吐出速度を、予め定められる所望の吐出速度とする電圧値を算出して前記記憶部に書き込む電圧値算出部と、を備えることを特徴とする液体噴射ヘッドである。

また、本発明の一態様は、上記に記載の発明において、前記補正パルス幅選択部は、予め定められる互いに異なる２つ以上のパルス幅における吐出速度の差に基づいて、各々の前記ノズルに対応する前記補正パルス幅を読み出すようにしてもよい。

また、本発明の一態様は、上記に記載の発明において、前記補正パルス幅選択部は、予め定められるパルス幅における吐出速度に応じた分類に基づいて、各々の前記ノズルに対応する前記補正パルス幅を読み出すようにしてもよい。

また、本発明の一態様は、複数のノズルと、前記ノズルごとのパルス幅と、印加する電圧値とを記憶する記憶部とを備え、前記パルス幅と前記電圧値を有する駆動パルスによって圧電素子を駆動して、前記駆動パルスに応じた吐出速度で各ノズルから液滴を噴射する液体噴射ヘッドにおける前記記憶部が記憶する情報を生成する情報処理装置であって、前記パルス幅と前記吐出速度との関係ごとに補正パルス幅を記憶する補正パルス幅記憶部と、前記ノズルごとに測定される吐出速度を取り込む吐出速度蓄積部と、前記吐出速度蓄積部が取り込んだ前記ノズルごとの吐出速度に基づいて、各々の前記ノズルに対応する前記補正パルス幅を前記補正パルス幅記憶部から読み出し、前記記憶部に書き込む補正パルス幅選択部と、前記補正パルス幅選択部が前記記憶部に書き込んだ前記補正パルス幅による吐出速度を、予め定められる所望の吐出速度とする電圧値を算出して前記記憶部に書き込む電圧値算出部と、を備えることを特徴とする情報処理装置である。

また、本発明の一態様は、複数のノズルと、前記ノズルごとのパルス幅と、予め定められる電圧値とを有する駆動パルスによって圧電素子を駆動して、前記駆動パルスに応じた吐出速度で各ノズルから液滴を噴射する液体噴射ヘッドにおける吐出速度補正方法であって、前記パルス幅と前記吐出速度との関係を示す変化特性ごとに補正パルス幅を補正パルス幅記憶部に記憶させ、前記ノズルごとに測定された吐出速度を取り込み、測定された前記ノズルごとの吐出速度に基づいて、各々の前記ノズルに対応する前記補正パルス幅を補正パルス幅記憶部から読み出し、読み出した前記補正パルス幅による吐出速度を、予め定められる所望の吐出速度とする電圧値を算出することを特徴とする吐出速度補正方法である。

この発明によれば、吐出速度のバラツキを補正することが可能となる。

本発明の実施形態による液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置の概略構成を示す斜視図である。 同実施形態による液体噴射ヘッドの一部の構成を示す斜視図である。 同実施形態による液体噴射ヘッドのヘッドチップを拡大して示す斜視図である。 同実施形態によるヘッドチップを分解して示す斜視図である。 同実施形態による駆動パルスの変化と圧電素子の変形の関係を示す図である。 同実施形態による液体噴射ヘッドの内部構成を示すブロック図である。 同実施形態によるパルス幅と吐出速度の関係を示すグラフ（その１）である。 同実施形態によるパルス幅と吐出速度の関係を示すグラフ（その２）である。 同実施形態によるパルス幅と吐出速度の関係を示すグラフ（その３）である。 同実施形態による補正パルス幅テーブルのデータ構成を示す図である。 同実施形態による吐出速度補正方法の処理の流れを示すフローチャートである。 同実施形態による２つのパルス幅によりノズルごとに測定される吐出速度を示すグラフである。 同実施形態による補正のない状態での吐出速度を示すグラフである。 同実施形態による速度グループへの分類を説明する図である。 同実施形態による補正のない状態での吐出速度と補正された吐出速度を示すグラフである。 同実施形態による補正のない状態での吐出速度と補正された吐出速度と電圧による補正がされた吐出速度を示すグラフである。 同実施形態による補正のない状態での吐出速度と補正された吐出速度と電圧による補正がされた吐出速度を比較する表である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態による液体噴射ヘッド４、及び液体噴射記録装置１の概略構成を示す斜視図である。液体噴射記録装置１は、紙等の被記録媒体Ｓを搬送する一対の搬送機構２，３と、被記録媒体Ｓに液体を噴射する液体噴射ヘッド４と、液体噴射ヘッド４に液体を供給する液体供給手段５と、液体噴射ヘッド４を被記録媒体Ｓの搬送方向（主走査方向）と略直交する方向（副走査方向）に走査させる走査手段６とを備えている。また、図示していないが、液体噴射記録装置１には、搬送機構２，３、液体噴射ヘッド４、液体供給手段５、及び走査手段６などに電気的に接続されて相互に信号を送受信する本体制御部Ｃが設けられている。以下、副走査方向をＸ方向、主走査方向をＹ方向、そしてＸ方向及びＹ方向にともに直交する方向をＺ方向として説明する。

一対の搬送機構２，３は、それぞれ副走査方向に延びて設けられたグリッドローラ２０，３０と、グリッドローラ２０，３０のそれぞれに平行に延びるピンチローラ２１，３１と、詳細は図示しないがグリッドローラ２０，３０を軸回りに回転動作させるモータ等の駆動機構とを備えている。

液体供給手段５は、液体が収容された液体収容体５０と、液体収容体５０と液体噴射ヘッド４とを接続する液体供給管５１とを備えている。液体収容体５０は、複数備えられており、具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液体が収容された液体収容体５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｂが並べて設けられている。液体収容体５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｂのそれぞれには図示しないポンプモーターＭが設けられており、液体を液体供給管５１を通じて液体噴射ヘッド４へ押圧移動できる。液体供給管５１は、液体噴射ヘッド４（キャリッジユニット６２）の動作に対応可能な可撓性を有するフレキシブルホースからなる。

走査手段６は、副走査方向に延びて設けられた一対のガイドレール６０，６１と、一対のガイドレール６０，６１に沿って摺動可能なキャリッジユニット６２と、キャリッジユニット６２を副走査方向に移動させる駆動機構６３と、を備えている。駆動機構６３は、一対のガイドレール６０，６１の間に配置された一対のプーリ６４，６５と、一対のプーリ６４，６５間に巻回された無端ベルト６６と、一方のプーリ６４を回転駆動させる駆動モータ６７とを備えている。

一対のプーリ６４，６５は、一対のガイドレール６０，６１の両端部間にそれぞれ配置されており、副走査方向に間隔をあけて配置されている。無端ベルト６６は一対のガイドレール６０，６１間に配設されており、この無端ベルトにはキャリッジユニット６２が連結されている。キャリッジユニット６２の基端部６２ａには複数の液体噴射ヘッド４が搭載されており、具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液体に個別に対応する液体噴射ヘッド４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂが副走査方向に並んで搭載されている。

液体噴射記録装置１のキャリッジユニット６２には、液体噴射ヘッド４が、長手方向（Ｙ方向）を主走査方向に一致させ、短手方向（Ｘ方向）を副走査方向に一致させて搭載されている。またキャリッジユニット６２には、複数の液体噴射ヘッド４がＸ方向に並んで搭載されている。そして、被記録媒体ＳをＹ方向に搬送し、キャリッジユニット６２をＸ方向に移動させつつ、液体噴射ヘッド４からインク滴を噴射することで、被記録媒体Ｓに記録を行うようになっている。

図２は、液体噴射ヘッド４を示す斜視図である。本実施形態の液体噴射ヘッドは、液体を被記録媒体Ｓ（図１参照）に向かって液滴Ｄとして噴射するものである。図２に示すように、液体噴射ヘッド４は、取付基板４０と、ヘッドチップ４１と、流路基板４２と、ベースプレート４４と、回路基板４５とを備えている。なお、取付基板４０及びベースプレート４４は別体でもよいし、一体成形されていてもよい。また、取付基板４０は、液体噴射ヘッド４をキャリッジユニット６２に着脱可能に取り付けるための図示しない取付機構を有している。

流路基板４２は、ヘッドチップ４１の一面側に取り付けられている。流路基板４２の内部にはインクを流通させるための図示しない流通路が形成されており、流路基板４２の上面には前記流通路に連通する流入口４２ａが形成されている。この流入口４２ａには、インクの圧力変動を吸収する圧力調整部（不図示）が連結される。

ベースプレート４４は、取付基板４０の上面に略垂直に立設されており、その表面には回路基板４５が取り付けられている。回路基板４５には、ヘッドチップ４１の動作を制御する制御部４５ａが形成されている。回路基板４５とヘッドチップ４１との間は、フレキシブル基板４６によって電気的に接続されている。

図３は、ヘッドチップを示す斜視図である。また、図４は、ヘッドチップ４１を分解して示す斜視図である。図３及び図４に示すように、ヘッドチップ４１には、インクが収容されたインク室１０が形成されたインク室プレート１６と、電圧を印加することにより変形可能な圧電素子で区切られ並列に配置された複数の溝１５ｂが形成されたアクチュエータープレート１５と、被記録媒体Ｓに向けて液滴Ｄを構成するための微小液滴ＳＤを吐出するノズル１３が形成されたノズルプレート１４と、ノズルプレート１４を支持するためのノズルキャップ８と、が備えられている。また、ヘッドチップ４１は、被記録媒体Ｓの記録面とノズルプレート１４とが平行に配置されるように、ノズルプレート１４を下方に向けて取付基板４０（図２参照）に取り付けられている。
また、ヘッドチップ４１は、いわゆる独立チャネルタイプのヘッドチップであって、スリット形成壁９によって、液体が供給される溝と、液体が供給されない溝とが構成され、導電性の液体であっても短絡事故を生ずることなく、液滴Ｄを吐出することができる。なお、アクチュエータープレート１５には、溝１５ｂのそれぞれの側壁１５ａに沿ってフレキシブル基板４６に接続された電極１５ｃが設けられている。

図５は、電極１５ｃに印加する駆動パルスの変化と、側壁１５ａを構成する圧電素子の変形の関係を示す図である。以下では、駆動パルスの印加における電圧の印加時間の長さをパルス幅と称する。具体的には、図５に示す例において、パルス幅は、時刻ｔ₁からｔ₂までの時間長である。時刻ｔ₀では、電圧が電極１５ｃに印加されていないため、溝１５ｂの形状は、長方形である。時刻ｔ₁において、電圧が電極１５ｃに印加され、圧電素子の形状が変形し、側壁１５ａが、図に示すような形状となり溝１５ｂが広がる。溝１５ｂが広がることにより、溝１５ｂの内部に負圧が発生し、溝１５ｂに、インク室１０からインクが吸い込まれる。時刻ｔ₂において、電圧が印加されなくなると、側壁１５ａは元の形状に戻る。これにより、溝１５ｂに吸い込まれていたインクが、液滴として吐出される。ある一定の溝形状の吐出溝において最も効率よく液滴を吐出するパルス幅は、溝形状などの条件に応じて固有の値を持つ。統一形状の吐出溝群において、吐出の際の吐出速度は、理想的には駆動パルスの幅である時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までの長さと、電圧値の２つの値で定まることになる。しかし実際には、溝１５ｂの製造時のバラツキにより、同一の電圧値で、同一のパルス幅の駆動パルスが印加されたとしても、液滴の吐出速度にバラツキが生じる。

図６は、本実施形態による液体噴射ヘッド４の内部構成を示すブロック図である。液体噴射ヘッド４は、ヘッドチップ４１と、制御部４５ａと、印加部７３と、速度センサ７４と、情報処理装置１００とを備える。液体噴射ヘッド４において、速度センサ７４は、各ノズル１３から吐出される液滴の吐出速度を測定し、測定した吐出速度をノズル１３ごとに噴射制御部７０に出力する。印加部７３は、噴射制御部７０から与えられるタイミングと電圧値とに基づいて、波形生成部７２が生成した駆動波形からノズル１３ごとの駆動パルスを生成してヘッドチップ４１に印加する。ヘッドチップ４１は、印加部７３が印加する駆動パルスにしたがって各ノズル１３から液滴を吐出する。

制御部４５ａは、噴射制御部７０と、記憶部７１と、波形生成部７２とを備える。噴射制御部７０は、噴射を開始するタイミングで、波形生成部７２と印加部７３に対して噴射開始を要求する信号を出力する。また、噴射制御部７０は、記憶部７１にノズル１３ごとに記憶されているパルス幅で、波形生成部７２に駆動波形を生成させる。そして、印加部７３を制御し、波形生成部７２が生成した駆動波形に基づいて、記憶部７１に記憶されている電圧値で駆動パルスを印加させる。また、噴射制御部７０は、接続される速度センサ７４が測定する各ノズル１３から吐出される液滴の吐出速度を速度センサ７４から取り込んで、情報処理装置１００に出力する。波形生成部７２は、記憶部７１に記憶されているノズル１３ごとのパルス幅の値に基づいて駆動波形を生成し、印加部７３に出力する。記憶部７１は、印加部７３に与える電圧値と、ノズル１３ごとのパルス幅の値を記憶する。

情報処理装置１００は、ノズル１３ごとのパルス幅の補正を行い、印加部７３が印加する電圧値を算出して、液体噴射ヘッド４の制御部４５ａの記憶部７１に補正したパルス幅と電圧値とを書き込むことに用いられる装置である。なお、情報処理装置１００は、制御部４５ａと同じ回路として構成されていてもよいし、別の回路として構成されていてもよい。情報処理装置１００は、補正パルス幅記憶部１０１と、吐出速度蓄積部１０２と、変化特性特定部１０３と、速度グループ分類部１０４と、補正パルス幅選択部１０５と、電圧値算出部１０６とを備える。

吐出速度蓄積部１０２は、噴射制御部７０に、測定対象のパルス幅の情報を出力し、その応答として噴射制御部７０から出力される、ノズル１３ごとの吐出速度の情報を取り込む。変化特性特定部１０３は、吐出速度蓄積部１０２が取り込んだ吐出速度に基づいて、ノズル１３ごとに、吐出速度から導かれる変化特性を特定する特定情報を算出する。ここで、変化特性とは、パルス幅の変化に応じた吐出速度の変化の傾向をいう。また、本実施形態において、特定情報とは、後述するように、予め定められた２つの異なるパルス幅における吐出速度の差である。速度グループ分類部１０４は、吐出速度蓄積部１０２が取り込んだ吐出速度に基づいて、速度グループに各ノズル１３を分類する。速度グループとは、予め定められた速度値の区分により分類されるグループである。補正パルス幅選択部１０５は、変化特性特定部１０３が特定した変化特性の特定情報と、速度グループ分類部１０４が分類した速度グループとに基づいて、各ノズル１３の補正パルス幅を補正パルス幅記憶部１０１の補正パルス幅テーブルから選択する。この補正パルス幅とは、ノズル１３ごとに選択されるパルス幅であって、同じ電圧を印加したときの吐出速度がノズル１３間で概ね均一となるパルス幅である。電圧値算出部１０６は、補正パルス幅選択部１０５が選択した補正パルス幅によって得られる吐出速度の平均値を、予め定められる所望の吐出速度とする電圧値を算出する。補正パルス幅記憶部１０１は、補正パルス幅テーブルを予め記憶する。

以下、ノズル１３の変化特性と補正パルス幅テーブルとについて説明する。図７は、印加部７３がヘッドチップ４１に印加する駆動パルスのパルス幅と、ノズル１３から吐出される液滴の吐出速度の関係を示したグラフである。「△」、「◆（ハッチング）」、「■」のマークで示されるグラフは、それぞれ、７．７［μｓｅｃ］、８．０［μｓｅｃ］、８．２［μｓｅｃ］のパルス幅を有する駆動パルスが印加された場合に吐出速度のピークが現れる３つのノズル１３を示している。このように、ノズル１３ごとに、パルス幅に対する吐出速度の変化特性が異なるため、同一のパルス幅の駆動パルスを印加したとしても、吐出速度にバラツキが出てしまうことになる。

ノズル１３ごとにパルス幅と吐出速度についての変化特性にバラツキが存在するものの、そのバラツキは、ノズル１３ごとに大きく異なるわけではない。図７に示すように、パルス幅と吐出速度の変化特性は、上に凸の二次曲線で近似できるような特性となっている。また、「◆」で示されるノズル１３の変化特性と、「■」で示されるノズル１３の変化特性とは、パルス幅が、８．０〜８．４［μｓｅｃ］の付近で、７．０［ｍ／ｓｅｃ］程度の吐出速度が得られており、類似した変化特性を有している。従って、幾つかの代表的な変化特性の情報を記憶しておき、各ノズル１３の変化特性がどの変化特性に類似するかを特定することができれば、各々のノズル１３の変化特性を個々に測定することなく、各ノズル１３から吐出される液滴の吐出速度のバラツキを抑えることができる。

図８は、図７に示した変化特性の違いを一般化して示した図である。図８に示すように吐出速度のピークの位置が同じパルス幅の値になっていても、変化特性の傾きに違いが生じている。どの変化特性に類似しているかを特定する手法としては、ピークの位置又はピークの近傍の位置と、ピークの位置から離れた位置であって液滴が正常に吐出して吐出速度の測定ができる位置との２点における吐出速度を測定し、その差によって判定する手法がある。ここでは、例えば、２点として、ピーク付近の８．２［μｓｅｃ］と、少し離れた１０．２［μｓｅｃ］の２点のパルス幅における吐出速度を測定するものとする。ノズルα，β、γのそれぞれにおける２点の差は、０．６、１．０、１．４であり、このいずれの値に近いかによって、類似する変化特性を特定することになる。変化特性を特定した後、吐出速度を、「Ｔ」に揃えるには、ノズルα，β、γのそれぞれについて、パルス幅を１０．０［μｓｅｃ］、９．８［μｓｅｃ］、９．４［μｓｅｃ］にすることで吐出速度を揃えることができる。
なお、測定する２点の範囲としては、図７から図９に示す上に凸の二次曲線のピークから右側の部分であれば、どのような位置でもよいが、例えば、吐出速度がピークに対して０．８〜１．０倍程度になる位置と、吐出速度のピークにおけるパルス幅の１．５〜１．７倍程度の位置が望ましい。

パルス幅と吐出速度の関係の違いには、図８に示したような違いの他、図９に示すように、ピークとなるパルス幅の値は同じであっても、得られる吐出速度に違いが生じるものがある。このような特性の違いの場合、例えば、ノズルＡと同じ吐出速度にするためには、ノズルＢは、９．４［μｓｅｃ］のパルス幅とする必要があり、ノズルＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆの順に、９．８，１０．０，１０．２，１０．４［μｓｅｃ］とパルス幅を少しずつ増やしていく必要がある。実際のノズルの変化特性には、図８を用いて説明した変化特性の違いと、図９を用いて説明した変化特性の違いとが混在しており、さらに、図７に示すように、吐出速度のピークが現れる位置に若干のずれが生じている。

図１０は、補正パルス幅テーブルのデータ構成の一例を示す図である。図１０に示す補正パルス幅テーブルは、図８や図９に示すノズル１３ごとのパルス幅と吐出速度の変化特性の違いを踏まえて、ほぼ同じ吐出速度で液滴を吐出させるように補正する補正パルス幅の値を記憶したものである。図１０において、縦軸の「波形群Ｎｏ．」は、同じパルス幅の駆動パルスを印加した際のノズルごとの吐出速度の違いに対応した波形群を示す。つまり、「波形群Ｎｏ．」は、ノズルの速度グループごとに適用する波形群を示す。例えば、波形群１は、図９に示す吐出速度が遅いノズルＡに適用するパルス幅を表す。波形群２，３はノズルＢに、波形群４はノズルＣに、波形５，６はノズルＤに、波形群７はノズルＥに、波形群８はノズルＦに適用するパルス幅を示す。

横軸の速度差分は、図８に示す変化特性の傾きの違いに対応しており、ここでは、例えば、パルス幅が、８．２［μｓｅｃ］と１０．２［μｓｅｃ］の２点における吐出速度の差によって分類している。すなわち２点における吐出速度の差が０．６の場合は、一番左の列から選択することになり、吐出速度の差が０．８、１．０、１．２、１．４の場合、それぞれ対応する列から選択することになる。
なお、８．２［μｓｅｃ］と１０．２［μｓｅｃ］の２点における吐出速度の差に基づいて、ノズルごとに対応する列を選択する際は、０．６、０．８、１．０、１．２、１．４のいずれの値に近いか等の判定を行い、列の選択を行うことになる。

例えば、縦軸の波形群の分類において、波形群５に分類されたとする。図８に示すノズルα，β，γについては、８．２［μｓｅｃ］と１０．２［μｓｅｃ］の２点における吐出速度の差が、それぞれ、０．６，１．０，１．４である。このとき、図１０の補正パルス幅テーブルを参照し、対応する行と列の値を選択すると、１０．０［μｓｅｃ］、９．８［μｓｅｃ］、９．４［μｓｅｃ］となり、これらのパルス幅の駆動パルスをノズルα，β，γについて印加すると、理論上は、同じ吐出速度が得られることになる。現実には、縦軸の吐出速度の分類や、横軸の２点における吐出速度の差に基づく分類において、誤差を含むことになるため、同じ吐出速度とはならないが、一定の誤差の範囲でほぼ同一の吐出速度が得られることになる。
なお、上述した例では、異なる２点のパルス幅における吐出速度の差に基づいて、補正パルス幅を選択する場合について説明したがこれには限らない。例えば、互いに異なる３点以上のパルス幅の差に基づいて、補正パルス幅を選択してもよい。これにより、変化特性の傾きをより正確に特定することができ、吐出速度の補正の精度をさらに向上させることができる。

（吐出速度補正方法）
次に、複数のノズル１３に対して吐出速度のバラツキを低減させる吐出速度の補正方法について図１１から図１７を参照しつつ説明する。図１１は、パルス幅の選択処理を示すフローチャートである。まず、情報処理装置１００の吐出速度蓄積部１０２は、噴射制御部７０に対して、ヘッドチップ４１に、初期波形として、８．２［μｓｅｃ］と、１０．２［μｓｅｃ］のパルス幅の駆動パルスを、それぞれ印加部７３により印加させて、速度センサ７４に吐出速度を測定させる要求信号を出力する。噴射制御部７０は、当該要求信号を受信すると、まず、波形生成部７２に８．２［μｓｅｃ］のパルス幅の波形を生成させる。印加部７３が、波形生成部７２が生成した、８．２［μｓｅｃ］のパルス幅の波形に基づいて、８．２［μｓｅｃ］のパルス幅の駆動パルスをヘッドチップ４１に印加すると、各ノズル１３から液滴が吐出される。

速度センサ７４は、各ノズル１３から吐出された液滴の吐出速度を測定し、測定した吐出速度をノズル１３のノズル番号に対応付けて噴射制御部７０に出力する。噴射制御部７０は、次に、波形生成部７２に１０．２［μｓｅｃ］のパルス幅の波形を生成させる。そして、噴射制御部７０は、印加部７３に、１０．２［μｓｅｃ］のパルス幅の駆動パルスをヘッドチップ４１に対して印加させる。速度センサ７４は、１０．２［μｓｅｃ］のパルス幅の駆動パルスによってノズル１３から吐出された液滴の吐出速度を測定し、測定した吐出速度をノズル１３のノズル番号に対応付けて噴射制御部７０に出力する。噴射制御部７０は、パルス幅が８．２［μｓｅｃ］の際のノズル１３ごとの吐出速度と、パルス幅が１０．２［μｓｅｃ］の際のノズル１３ごとの吐出速度とを吐出速度蓄積部１０２に出力する（ステップＳ１）。

図１２は、吐出速度蓄積部１０２が取り込んだ、パルス幅が８．２［μｓｅｃ］の際のノズル１３ごとの吐出速度と、パルス幅が１０．２［μｓｅｃ］の際のノズル１３ごとの吐出速度とを表したグラフである。このグラフにおいて、横軸は、ノズル番号、縦軸は、吐出速度を示す。ノズル番号は、２番から２５４番まで存在する。「◆」が、８．２［μｓｅｃ］のパルス幅の駆動パルスが印加された場合の変化特性であり、「△」が、１０．２［μｓｅｃ］のパルス幅の駆動パルスが印加された場合の変化特性である。変化特性特定部１０３は、ノズル１３ごとに、８．２［μｓｅｃ］のパルス幅の駆動パルスが印加された場合の吐出速度と、１０．２［μｓｅｃ］のパルス幅の駆動パルスが印加された場合の吐出速度の差を算出する（ステップＳ２）。

図１３は、パルス幅が８．２［μｓｅｃ］の駆動パルスが印加された場合の吐出速度の分布を示したグラフであり、横軸は、ノズル番号、縦軸は、吐出速度を示す。図１３に示すように、中央のノズル１３の吐出速度が速いのに対して、端に近づくと吐出速度が低下し、両端付近において吐出速度が再び増加するという傾向が示されている。情報処理装置１００の速度グループ分類部１０４は、図１４に示すように、吐出速度の値によってノズル１３をグループ分けする（ステップＳ３）。例えば、図１４に示す速度グループ１〜８には、それぞれ、図１０に示す波形群１〜８が適用される。このとき、最も吐出速度の遅いノズル１３が、速度グループ１に分類されるように、速度グループの区分を定める。この例では、吐出速度が６．０［ｍ／ｓｅｃ］から０．４［ｍ／ｓｅｃ］刻みで区分を分けており、速度グループ５までで全てのノズル１３が分類できることになる。
なお、図１４において線分２００は、ノズル番号によって区分を４つに分け、その区分における吐出速度の平均値を算出し、それをグラフに表示したものある。区分は、それぞれノズル番号が、２〜６５、６６〜１２９、１３０〜１９３、１９４〜２５４の範囲である。また、図１４には、８つの速度グループに分類する例を示すが、速度グループの分類は７つ以下であってもよいし、９つ以上であってもよい。

ステップＳ３において、最も吐出速度の遅いノズル１３を速度グループ１に分類する理由は、最も吐出速度の遅いノズル１３は、ピークにおける吐出速度より速く液滴を吐出することができないためである。すなわち、図８や図９に示すように、吐出速度の最も遅いグループの吐出速度に揃えることは、吐出速度の速いグループにおいて、パルス幅を変更して、速度を低下させることにより行うことができる。これに対して、吐出速度が速いグループの吐出速度に、吐出速度の遅いグループの吐出速度を揃えようとすると、パルス幅を変更するだけでは揃えることができず、吐出速度の遅いグループについて個別に電圧を増加させるなどの処理をする必要が生じるためである。従って、回路を構成する技術的な側面、回路の製造に要するコストの面を考慮すれば、液体噴射ヘッド４の回路構成の変更を伴って、吐出速度のバラツキを低減させるよりは、パルス幅の変更のみで吐出速度のバラツキを低減させることができる手法を選択する方が望ましい。

補正パルス幅選択部１０５は、速度グループ分類部１０４が分類した速度グループと、変化特性特定部１０３が算出した差分とに基づいて、補正パルス幅記憶部１０１に記憶されている補正パルス幅テーブルを参照する。例えば、波形群１が適用される速度グループ１に分類される場合は、どの速度差分においてもパルス幅が８．２［μｓｅｃ］が選択されることになる。図８、図９の変化特性の例において、パルス幅８．２［μｓｅｃ］は、吐出速度のピークとなる位置のパルス幅であり、吐出速度の最も遅いグループのノズル１３に対して、吐出速度がピークとなるパルス幅が与えられることになる。これに対して、波形群５が適用される速度グループ５に分類される場合は、図９のノズルＤに示されるような変化特性となる。従って、波形群１が適用されるノズルＡと、波形群５が適用されるノズルＤとの間には、吐出速度において、Ｐの大きさの違いが出ることになる。これを、図８に示すと、吐出速度がＰだけ下がった、Ｔの位置に吐出速度を揃えることになり、そして、吐出速度の速度差分に対応する変化特性の補正パルス幅が選択される。例えば、速度差分が０．６の場合、１０．０［μｓｅｃ］の補正パルス幅が選択されることになる。

このようにして、補正パルス幅選択部１０５は、補正パルス幅テーブルを参照して、各ノズル１３の補正パルス幅を選択し、選択するとともに、噴射制御部７０を通じて記憶部７１にノズル番号ごとに選択した補正パルス幅を書き込む（ステップＳ４）。以下では、補正パルス幅選択部１０５が選択した補正パルス幅の波形を補正波形と称することがある。図１５は、補正パルス幅選択部１０５がノズル１３ごとに選択した補正波形による吐出速度の分布を示した図である。図１５において「◆」は、予め定められた同一パルス幅の初期波形を適用した場合のノズル１３ごとの吐出速度を示す。すなわち、「◆」は、吐出速度蓄積部１０２によって取り込まれたノズル１３ごとの吐出速度を示す。また、「■（ハッチング）」は、補正波形を適用した場合のノズル１３ごとの吐出速度を示す。図１５に示す通り、中央付近の吐出速度の速いノズル１３の吐出速度が補正され、全体として、速度グループ２の付近に補正されていることがわかる。ここで、速度グループ１のノズル１３の吐出速度にあわせて補正を行っているのに対して、速度グループ２の付近に補正されるのは、前述したように、縦軸の吐出速度の分類や、横軸の２点における吐出速度の差に基づく分類において、誤差を含むことになるためである。

電圧値算出部１０６は、補正された補正パルス幅によって得られる吐出速度の平均値を算出し、算出した平均値と、予め定められる所望の吐出速度とに基づいて、所望の吐出速度で吐出させる電圧値を算出する。電圧値算出部１０６は、噴射制御部７０を通じて記憶部７１に算出した電圧値を書き込む（ステップＳ５）。図１６において、「◆」は、初期波形（同一パルス幅）を適用した場合のノズル１３ごとの吐出速度を示す。「■（ハッチング）」は、補正波形を適用した場合のノズル１３ごとの吐出速度を示す。「△」は、電圧値算出部１０６が算出した電圧値で補正波形を調整した駆動パルス（電圧補正パルス）を印加した場合のノズル１３ごとの吐出速度を示す。図１６に示すように、「■」と「△」とを比較すると、「■」で示される吐出速度が６．６［ｍ／ｓｅｃ］の付近であったのに対して、「△」で示される吐出速度が７．０［ｍ／ｓｅｃ］の付近となり、全体的に引き上げられていることがわかる。なお、図１６において、線分２０１と線分２０２は、線分２００と同様に、ノズル番号によって区分を４つに分け、その区分における吐出速度の平均値を算出してグラフに表示したものである。

図１７は、図１６で示した初期波形、補正波形、電圧補正パルスの各々に対応する線分２００、２０１、２０２によって示される値を数値で示すとともに、補正の効果を表した表である。横軸は、順に、ノズル番号が、２〜６５、６６〜１２９、１３０〜１９３、１９４〜２５４の４つの区分を示したものであり、各々の区分における平均値が示されている。「最大値」、「最小値」には、算出した平均値の最大の値と最小の値が示されており、「最大値−最小値」には、最大値から最小値を減算した値が示されており、「％」には、最大値と最小値の差を最小値で除算した百分率の値が示されている。「最大値−最小値」の値に示されるように、初期波形では、０．６３のバラツキがあるのに対して、補正波形では、０．０７、電圧補正パルスでは、０．０５と、吐出速度のバラツキが軽減されていることがわかる。

上記の実施形態の構成により、ノズル１３ごとに異なるパルス幅に対する吐出速度の変化特性から代表的な変化特性を選択し、選択した変化特性に基づいて、予め補正パルス幅テーブルを生成しておく。ノズル１３に、液滴を吐出させて、その吐出速度から選択した代表的な変化特性のいずれに類似するかを特定する。また、測定した吐出速度から、各ノズル１３を幾つかの速度グループに分類して、分類した速度グループと変化特性に基づいて、補正パルス幅を補正パルス幅テーブルから選択する。これにより、吐出速度の遅いノズル１３の吐出速度に、吐出速度の速いノズル１３の吐出速度を揃えることができる。そして、全てのノズル１３から吐出される吐出速度の平均値が、所望の吐出速度となる電圧値を算出する。これにより、吐出速度のバラツキを補正しつつ、所望の吐出速度とすることが可能となる。

また、上記の実施形態の構成により、幾つかの代表的な変化特性を予め選択おき、これらのいずれに近似しているかに基づいて、パルス幅の補正を行っている。そのため、ノズル１３ごとの駆動パルスのパルス幅に対する吐出速度の変化特性を測定する必要がない。従って、個々のノズル１３の変化特性の測定に要する人的、時間的なコストを低減させることができる。また、上記の実施形態の構成では、代表的な変化特性に、近似させるような補正を行っているため、吐出速度は、完全に同一の速度とはならないが、ほどよい誤差を含んだ、誤差拡散された状態となる。これに対して、ノズル１３の個々の変化特性を測定し、完全に同一の吐出速度となるような補正を行うと、仮に、１点におけるずれが生じた場合、非常に目立つことになるが、本実施形態の構成では、ほどよい誤差を含んでいるため、多少のずれが生じても目立ち難いという効果がある。

なお、上記の実施形態の構成において、変化特性特定部１０３は、８．２［μｓｅｃ］のパルス幅と、１０．２［μｓｅｃ］のパルス幅とにおける吐出速度の差から、変化特性を特性する構成としているが、本発明は、当該実施の形態に限られない。例えば、３点以上のパルス幅における吐出速度の値を測定して、上に凸の二次曲線のいずれに近似するかを判定して変化特性を特定する手法を用いてもよい。

また、上記の実施形態の構成において、速度グループ分類部１０４は、８．２［μｓｅｃ］のパルス幅の駆動パルスが印加された際の吐出速度にしたがって、各ノズル１３を速度グループに分類しているが、本発明は、当該実施の形態に限られない。例えば、全てのノズル１３において吐出速度が測定でき、且つ、吐出速度のピークが現れるパルス幅よりも大きなパルス幅であれば、８．２［μｓｅｃ］以外のパルス幅を速度グループの分類に用いてもよい。その場合、補正パルス幅記憶部１０１に記憶される補正パルス幅テーブルに予め設定されるデータについては、分類に利用されるパルス幅に応じたデータに変更しておく必要がある。なお、吐出速度のピークが現れるパルス幅よりも大きな値にする理由は、当該パルス幅よりも小さい値を選択すると、吐出が不安定になるからである。

また、上記の実施形態の構成において、情報処理装置１００は、液体噴射ヘッド４の内部に備えられる構成としているが、本発明の実施の形態は、当該構成に限られない。例えば、情報処理装置１００を別装置として、液体噴射ヘッド４の制御部４５ａに接続するようにしてもよい。情報処理装置１００を制御部４５ａと一体で構成する場合には、出荷後に、ユーザが、吐出速度の補正を行うことができる。これに対して、情報処理装置１００を別の装置にした場合、１台の情報処理装置１００を用いて複数の液体噴射ヘッド４の記憶部７１に書き込むノズル１３ごとの情報を生成することができる。

上述した実施形態における情報処理装置１００をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

４ 液体噴射ヘッド
１３ ノズル
４１ ヘッドチップ
４５ａ 制御部
７０ 噴射制御部
７１ 記憶部
７２ 波形生成部
７３ 印加部
７４ 速度センサ
１００ 情報処理装置
１０１ 補正パルス幅記憶部
１０２ 吐出速度蓄積部
１０３ 変化特性特定部
１０４ 速度グループ分類部
１０５ 補正パルス幅選択部
１０６ 電圧値算出部

Claims (5)

1. 液体を、被記録媒体に着弾する液滴として噴射する液体噴射ヘッドであって、
   電圧及びパルス幅を有する駆動パルスを印加する印加部と、
   前記液滴を吐出する複数のノズルを有し、前記印加部による前記ノズルごとへの前記駆動パルスの印加により圧電素子を駆動し、前記駆動パルスに応じた吐出速度で前記液滴を前記ノズルから吐出するヘッドチップと、
   前記ノズルごとの前記パルス幅と、前記印加部が印加する電圧値とを記憶する記憶部と、
   前記パルス幅と前記吐出速度との関係ごとに補正パルス幅を記憶する補正パルス幅記憶部と、
   前記ノズルごとに測定される吐出速度を取り込む吐出速度蓄積部と、
   前記吐出速度蓄積部が取り込んだ前記ノズルごとの吐出速度に基づいて、各々の前記ノズルに対応する前記補正パルス幅を前記補正パルス幅記憶部から読み出し、前記記憶部に書き込む補正パルス幅選択部と、
   前記補正パルス幅選択部が前記記憶部に書き込んだ補正パルス幅による吐出速度を、予め定められる所望の吐出速度とする電圧値を算出して前記記憶部に書き込む電圧値算出部と、
   を備えることを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 前記補正パルス幅選択部は、
   予め定められる互いに異なる２つ以上のパルス幅における吐出速度の差に基づいて、各々の前記ノズルに対応する前記補正パルス幅を読み出す
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記補正パルス幅選択部は、
   予め定められるパルス幅における吐出速度に応じた分類に基づいて、各々の前記ノズルに対応する前記補正パルス幅を読み出す
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
4. 複数のノズルと、前記ノズルごとのパルス幅と、印加する電圧値とを記憶する記憶部とを備え、前記パルス幅と前記電圧値を有する駆動パルスによって圧電素子を駆動して、前記駆動パルスに応じた吐出速度で各ノズルから液滴を噴射する液体噴射ヘッドにおける前記記憶部が記憶する情報を生成する情報処理装置であって、
   前記パルス幅と前記吐出速度との関係ごとに補正パルス幅を記憶する補正パルス幅記憶部と、
   前記ノズルごとに測定される吐出速度を取り込む吐出速度蓄積部と、
   前記吐出速度蓄積部が取り込んだ前記ノズルごとの吐出速度に基づいて、各々の前記ノズルに対応する前記補正パルス幅を前記補正パルス幅記憶部から読み出し、前記記憶部に書き込む補正パルス幅選択部と、
   前記補正パルス幅選択部が前記記憶部に書き込んだ前記補正パルス幅による吐出速度を、予め定められる所望の吐出速度とする電圧値を算出して前記記憶部に書き込む電圧値算出部と、
   を備えることを特徴とする情報処理装置。
5. 複数のノズルと、前記ノズルごとのパルス幅と、予め定められる電圧値とを有する駆動パルスによって圧電素子を駆動して、前記駆動パルスに応じた吐出速度で各ノズルから液滴を噴射する液体噴射ヘッドにおける吐出速度補正方法であって、
   前記パルス幅と前記吐出速度との関係を示す変化特性ごとに補正パルス幅を補正パルス幅記憶部に記憶させ、
   前記ノズルごとに測定された吐出速度を取り込み、
   測定された前記ノズルごとの吐出速度に基づいて、各々の前記ノズルに対応する前記補正パルス幅を補正パルス幅記憶部から読み出し、
   読み出した前記補正パルス幅による吐出速度を、予め定められる所望の吐出速度とする電圧値を算出する
   ことを特徴とする吐出速度補正方法。

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