JP2019059131A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動周波数を高めた場合においても液体の吐出を安定させることが可能な液体吐出装置を提供する。【解決手段】駆動パルスによる圧力発生部の駆動周波数が最高となる最高駆動周波数で２つ以上の駆動パルスが連続して圧力発生部に印加される第１吐出期間と、最高駆動周波数の１周期又は２周期分の期間であって駆動パルスが圧力発生部に印加されない非吐出期間と、２つ以上の前記駆動パルスが圧力発生部に印加される第２吐出期間と、がこの順で連続する場合において、第１吐出期間の最後に圧力発生部に印加される後側駆動パルスのホールド波形要素の長さｔｈ２が、後側駆動パルスの１つ前に圧力発生部に印加される前側駆動パルスのホールド波形要素の長さｔｈ１よりも長いことを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、インクジェット式記録装置などの液体吐出装置に関し、特に、ノズルに連通する圧力室内の液体に圧力発生部の駆動によって圧力変動を生じさせることによりノズルから液体を吐出させる液体吐出装置に関するものである。

液体吐出装置は、液体を液滴としてノズルから吐出可能な液体吐出ヘッドを備え、この液体吐出ヘッドから各種の液体を吐出する装置である。この液体吐出装置の代表的なものとして、例えば、インクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドのノズルから液体状のインクをインク滴として吐出させて画像等の記録を行うインクジェット式記録装置（プリンター）等の画像記録装置を挙げることができる。また、この他、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタに用いられる色材、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイに用いられる有機材料、電極形成に用いられる電極材等、様々な種類の液体の吐出に液体吐出装置が用いられている。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、ディスプレイ製造装置用の色材吐出ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を吐出する。また、電極形成装置用の電極材吐出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吐出ヘッドでは生体有機物の溶液を吐出する。

液体吐出装置の一種であるプリンターには、記録媒体に液体の一種であるインクを記録媒体に向けて吐出・着弾させて大きさの異なるドットを形成することで画像等を記録する多階調記録が可能なものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されているプリンターは、画像の構成単位である１画素に対応する駆動信号内の複数の駆動パルス（吐出パルス）の中から圧力発生部（圧力発生素子）に印加する駆動パルスを選択又は選択しないことで、１画素あたりの液体の吐出数を変更して階調記録を行うように構成されている。

特開２００４−２４９６８６号公報

ところで、上記のプリンターでは、記録速度の高速化の要請に対応するため、駆動パルスによって圧力発生部を駆動する周波数である駆動周波数が高められる傾向にある。そして、例えば、プリンターの仕様上の最高駆動周波数でノズルからインクが複数回吐出される吐出期間（第１吐出期間）の後に、当該ノズルからインクが吐出されない所定の非吐出期間経て当該ノズルからインクの吐出が再開される吐出期間（第２吐出期間）が続くような吐出パターンの場合、第１吐出期間の最後の吐出後のインクの残留振動により、非吐出期間に続く第２吐出期間においてノズルから吐出されるインク滴の飛翔速度（初速）や量（重量・体積）が目標とする値から変動し、吐出が不安定になりやすいという不具合があった。このような不具合は、駆動周波数が高められるほど顕著となる。このため、駆動周波数を高めることが困難となっていた。

なお、このような課題は、ノズルからインクを吐出して画像等を記録するプリンターに限られず、圧力発生部を駆動させることでノズルから各種の液体を吐出する他の液体吐出装置においても同様に存在する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動周波数を高めた場合においても液体の吐出を安定させることが可能な液体吐出装置を提供することにある。

本発明の液体吐出装置は、上記目的を達成するために提案されたものであり、液体を吐出するノズルと、
前記ノズルに連通する圧力室と、
前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生部と、
前記圧力発生部に印加される駆動パルスを発生する駆動信号発生回路と、
を備える液体吐出装置であって、
前記駆動パルスは、前記圧力室の容積を収縮させて前記ノズルから液体を吐出させる収縮波形要素と、当該収縮波形要素により収縮された前記圧力室を膨張させる膨張波形要素と、前記収縮波形要素と前記膨張波形要素との間に発生され、前記圧力室の収縮状態を維持するホールド波形要素と、を有し、
前記駆動パルスによる前記圧力発生部の駆動周波数が最高となる最高駆動周波数で２つ以上の駆動パルスが連続して前記圧力発生部に印加される第１吐出期間と、前記最高駆動周波数の１周期又は２周期分の期間であって前記駆動パルスが前記圧力発生部に印加されない非吐出期間と、２つ以上の前記駆動パルスが前記圧力発生部に印加される第２吐出期間と、がこの順で連続する場合において、前記第１吐出期間の最後に前記圧力発生部に印加される後側駆動パルスの前記ホールド波形要素の長さが、前記後側駆動パルスの１つ前に前記圧力発生部に印加される前側駆動パルスの前記ホールド波形要素の長さよりも長いことを特徴とする。

本発明によれば、後側駆動パルスのホールド波形要素の長さが、後側駆動パルスの１つ前に圧力発生部に印加される前側駆動パルスのホールド波形要素の長さよりも長いことにより、第１吐出期間における液滴の吐出に伴って生じる振動（残留振動）を抑制することが可能となる。これにより、非吐出期間後の第２吐出期間において吐出が不安定になることが抑制される。その結果、駆動周波数を高めることが可能となる。

また、上記構成において、前記前側駆動パルスと前記後側駆動パルスとは、前記ホールド波形要素の長さを除いて同一波形構成であることが望ましい。

この構成によれば、前記前側駆動パルスと前記後側駆動パルスとでノズルから吐出される液滴の飛翔速度や量等の吐出特性を揃えることが可能となる。

そして、上記各構成において、前記前側駆動パルスの前記ホールド波形要素の時間ｔｈ１は、前記圧力室内の液体の固有振動周期Ｔｃに基づき、
Ｔｃ×０．５≦ｔｈ１≦Ｔｃ×０．５５
に設定され、
前記後側駆動パルスの前記ホールド波形要素の時間ｔｈ２は、前記時間ｔｈ１及び前記固有振動周期Ｔｃに基づき、
ｔｈ２＝ｔｈ１×０．１４＋Ｔｃ×０．５５
に設定された構成を採用することが望ましい。

この構成によれば、前側駆動パルスでは収縮波形要素による液滴の吐出に伴って生じた振動を膨張波形要素により制振することができ、また、後側駆動パルスでは第１吐出期間における残留振動をより効果的に抑制することが可能となる。これにより、ノズルから吐出される液滴の飛翔速度をより高めると共に駆動周波数を高めることが可能となる。

液体吐出装置（プリンター）の一形態の構成を説明する斜視図である。 液体吐出装置の電気的構成を説明するブロック図である。 液体吐出ヘッド（記録ヘッド）の部分断面図である。 第１駆動信号の一例を説明する波形図である。 第１駆動パルスの一例を説明する波形図である。 第２駆動パルスの一例を説明する波形図である。 第２駆動信号の一例を説明する波形図である。 第３駆動パルスの一例を説明する波形図である。 ラージドットを形成する場合の駆動パルスの選択パターンを示す波形図である。 ミドルドットを形成する場合の駆動パルスの選択パターンを示す波形図である。 スモールドットを形成する場合の駆動パルスの選択パターンを示す波形図である。 従来構成における吐出パターンの一例について説明する波形図である。 従来構成における吐出パターンの一例について説明する波形図である。 従来構成における吐出パターンの一例について説明する波形図である。 従来構成における吐出パターンの一例について説明する波形図である。 第１駆動パルスの第１収縮ホールド要素の時間に対する第２駆動パルスの第１収縮ホールド要素の時間の割合とインクの吐出安定性についての合否との関係をインク滴速度別に示した表である。 本発明における吐出パターンの一例について説明する波形図である。 第１の実施形態の変形例における吐出パターンの一例について説明する波形図である。 第２の実施形態における吐出パターンの一例について説明する波形図である。 比較例としての従来構成における吐出パターンの一例について説明する波形図である。

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体吐出装置として、インクジェット式記録装置（以下、プリンター）を例に挙げて説明する。

図１は、プリンター１の一形態の構成を説明する斜視図、図２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。本実施形態におけるプリンター１は、紙送り機構３、キャリッジ移動機構４、リニアエンコーダー５、及び記録ヘッド６を有するプリントエンジン２と、このプリントエンジン２の各部を制御するプリンターコントローラー７とを有する。

プリンターコントローラー７は、プリンターの各部の制御を行う制御ユニットである。本実施形態におけるプリンターコントローラー７は、制御回路９及び駆動信号発生回路１０等を備えている。制御回路９は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置であり、図示しないＣＰＵや記憶装置等から構成されている。制御回路９は、記憶装置に記憶されているプログラム等に従って、各ユニットを制御する。また、本実施形態における制御回路９は、外部機器等から受信した印刷データに基づき、印刷動作（液体吐出動作）の際、記録ヘッド６のノズル２１（図３参照）からどのタイミングでどの大きさのインク滴（液滴）を吐出させるかを示す吐出データを生成し、当該吐出データを記録ヘッド６のヘッドコントローラー１２に送信する。

また、制御回路９は、後述するようにキャリッジ１６の移動（主走査）に伴ってリニアエンコーダー５から出力されるエンコーダー信号（エンコーダーパルス）からタイミング信号（タイミングパルス）ＰＴＳ（図４及び図７参照）を生成するタイミングパルス生成手段として機能する。このタイミング信号ＰＴＳは、駆動信号発生回路１０が発生する駆動信号の発生開始タイミングを定める信号である。つまり、駆動信号発生回路１０は、このタイミング信号ＰＴＳを受信する毎に駆動信号ＣＯＭを出力する。換言すると、駆動信号発生回路１０は、上記のタイミング信号ＰＴＳに基づく周期（以下、単位周期Ｔという。）で駆動信号ＣＯＭを繰り返し発生する。本実施形態におけるプリンター１において、タイミング信号ＰＴＳに基づく駆動信号ＣＯＭの発生周波数は、例えば、２０〔ｋＨｚ〕以上に設定されている。また、制御回路９は、印刷データのラッチタイミングを規定するラッチ信号ＬＡＴ、及び、駆動信号に含まれる各駆動パルスの選択タイミングを規定するチェンジ信号ＣＨを出力する。

駆動信号発生回路１０は、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し、これを図示しない増幅回路により増幅して駆動信号ＣＯＭを生成する。本実施形態における駆動信号発生回路１０は、上記の単位周期Ｔで、それぞれ、図４に示される第１駆動信号ＣＯＭ１と、図７に示される第２駆動信号ＣＯＭ２と、を繰り返し発生する。これらの第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２の詳細については後述する。駆動信号発生回路１０により発生された駆動信号ＣＯＭ１及びＣＯＭ２は、記録ヘッド６のヘッドコントローラー１２に送信される。

次に、プリントエンジン２について説明する。このプリントエンジン２は、図１に示すように、紙送り機構３、キャリッジ移動機構４、リニアエンコーダー５、及び、記録ヘッド６等を備えている。キャリッジ移動機構４は、液体吐出ヘッドの一種である記録ヘッド６が取り付けられたキャリッジ１６と、このキャリッジ１６を、タイミングベルト等を介して走行させる駆動モーター（例えば、ＤＣモーター）等からなり（図示せず）、キャリッジ１６に搭載された記録ヘッド６をガイドロッド１８に沿って主走査方向に移動させる。紙送り機構３は、紙送りモーター及び紙送りローラー等からなり、記録媒体Ｓ（液滴の着弾対象の一種）をプラテン上に順次送り出して副走査を行う。また、リニアエンコーダー５は、キャリッジ１６に搭載された記録ヘッド６の走査位置に応じたエンコーダー信号を、主走査方向における位置情報としてプリンターコントローラー７の制御回路９に出力する。制御回路９は、リニアエンコーダー５側から受信したエンコーダー信号に基づいて記録ヘッド６の走査位置（現在位置）を把握することができる。

このように構成されたプリンター１は、紙送り機構３によって記録媒体Ｓを順次搬送すると共に、記録媒体Ｓに対して記録ヘッド６を主走査方向に相対移動させながら、当該記録ヘッド６のノズル２１（図３参照）から液体の一種であるインク（インク滴）を吐出させて、記録媒体Ｓ上に当該インクを着弾させることにより画像等を記録する。なお、インクカートリッジ１７がプリンターの本体側に配置され、当該インクカートリッジ１７のインクが供給チューブを通じて記録ヘッド６側に送られる構成を採用することもできる。

図３は、記録ヘッド６の内部構成を説明する要部断面図である。
本実施形態における記録ヘッド６は、ノズルプレート２２、流路基板２３、圧電素子２４、及びケース２０等を積層して構成されている。ノズルプレート２２は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル２１が列状に開設された板状の部材であり、例えば、シリコン単結晶基板あるいはステンレス等の金属板により作製される。本実施形態では、複数のノズル２１から構成されるノズル列（ノズル群の一種）がノズルプレート２２に２列並設されている。本実施形態におけるノズル列は、例えば合計４００個のノズル２１により構成されている。

流路基板２３には、複数の圧力室２６が、上記ノズルプレート２２の各ノズル２１に対応して複数形成されている。この流路基板２３における圧力室２６の列の外側には、共通液室２５が形成されている。この共通液室２５は、供給口２７を介して各圧力室２６と個々に連通している。また、共通液室２５には、インクカートリッジ１７側からのインクがケース２０のインク導入路２８を通じて導入される。流路基板２３のノズルプレート２２側とは反対側の上面には、弾性膜３０を介して圧電素子２４（本発明における圧力発生部の一種）が形成されている。

圧電素子２４は、金属製の下電極膜と、例えばチタン酸ジルコン酸鉛等からなる圧電体層と、金属からなる上電極膜（何れも図示せず）とを順次積層することで形成されている。この圧電素子２４は、所謂撓みモードの圧電素子であり、圧力室２６の上部を覆うように形成されている。本実施形態において、２列のノズル列に対応して２列の圧電素子列が、並設されている。各圧電素子２４の端子部には、信号経路の一部を構成し配線部材の一種であるＣＯＦ（Chip On Film）等の配線基板３１が電気的に接続されている。この配線基板３１は、プリンターコントローラー７から送られてくる駆動信号を圧電素子２４に印加する。本実施形態においてはこの配線基板３１にヘッドコントローラー１２（図２参照）が設けられているが、これには限られず、ヘッドコントローラー１２がインターポーザーとして機能する別途の基板に配置される構成を採用することもできる。駆動信号発生回路１０側から配線基板３１を通じて送られてきた駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２は、制御回路９から送られてきた吐出データに基づき選択的に圧電素子２４に印加される。駆動信号ＣＯＭ１及びＣＯＭ２に含まれる駆動パルス（後述するＰ１〜Ｐ３）が圧電素子２４に印加されると、当該圧電素子２４は、当該駆動パルスの電圧波形に応じて変形する。これにより、当該圧電素子２４に対応する圧力室２６内のインクに圧力変動が生じ、このインクの圧力変動によりノズル２１からインクが吐出される。

図４は本実施形態における第１駆動信号ＣＯＭ１の構成の一例を説明する波形図である。また、図５は第１駆動信号ＣＯＭ１に含まれる第１駆動パルスＰ１の波形図、図６は第１駆動信号ＣＯＭ１に含まれる第２駆動パルスＰ２の波形図である。なお、各図において横軸は時間を、縦軸は電圧（電位）を、それぞれ示している。本実施形態の第１駆動信号ＣＯＭ１は、上記のようにタイミング信号ＰＴＳ及びラッチ信号ＬＡＴで規定される単位周期Ｔで駆動信号発生回路１０から繰り返し発生される。この単位周期Ｔは、ラッチ信号ＬＡＴに応じて発生されるチェンジ信号ＣＨにより前半部分の第１周期Ｔ１と後半部分の第２周期Ｔ２とに分けられる。本実施形態において、前半（第１周期Ｔ１）において第１駆動パルスＰ１（本発明における前側駆動パルスの一種）が発生され、後半（第２周期Ｔ２）において第２駆動パルスＰ２（本発明における後側駆動パルスの一種）が発生される。

図５及び図６に示されるように、これらの各駆動パルスＰ１，Ｐ２は、いずれも、第１予備膨張要素ｐ１と、第１膨張ホールド要素ｐ２と、第１収縮要素ｐ３（本発明における収縮波形要素に相当）と、第１収縮ホールド要素ｐ４（本発明におけるホールド波形要素に相当）と、第１復帰膨張要素ｐ５（本発明における膨張波形要素に相当）と、を備えている。ただし、第１駆動パルスＰ１と第２駆動パルスＰ２とでは、第１収縮ホールド要素ｐ４の時間（第１収縮電位ＶＨ１を維持する時間）ｔｈ１、ｔｈ２が互いに異なっている。より具体的には、第２駆動パルスＰ２の第１収縮ホールド要素ｐ４の時間ｔｈ２は、第１駆動パルスＰ１の第１収縮ホールド要素ｐ４の時間ｔｈ１よりも長く設定されている。そして、これらの駆動パルスＰ１，Ｐ２は、第１収縮ホールド要素ｐ４の時間ｔｈ１、ｔｈ２を除いて同じ波形構成となっている。すなわち、第１予備膨張要素ｐ１、第１膨張ホールド要素ｐ２、第１収縮要素ｐ３、及び第１復帰膨張要素ｐ５の各波形要素の時間、電位（電位差）については、第１駆動パルスＰ１と第２駆動パルスＰ２とで同じとなっている。このため、各駆動パルスにより圧電素子２４が駆動されて当該圧電素子２４に対応するノズル２１から吐出されるインク滴の量や飛翔速度（吐出特性）は、第１駆動パルスＰ１と第２駆動パルスＰ２とで同程度に揃えられている。

第１予備膨張要素ｐ１は、駆動パルスの電位変化の始点及び終点の電位である基準電位ＶＢから当該基準電位ＶＢよりも低い第１膨張電位ＶＬ１まで電位が変化する波形要素である。第１膨張ホールド要素ｐ２は、第１予備膨張要素ｐ１の終端電位である第１膨張電位ＶＬ１を一定時間維持する波形要素である。第１収縮要素ｐ３は、第１膨張電位ＶＬ１から基準電位ＶＢよりも高い第１収縮電位ＶＨ１まで比較的急峻な電位勾配（単位時間当たりの電位変化率）で変化する波形要素である。第１収縮ホールド要素ｐ４は、第１収縮電位ＶＨ１を所定時間維持する波形要素である。この第１収縮ホールド要素ｐ４の第１収縮電位ＶＨ１を維持する時間に関し、上記したように、第１駆動パルスＰ１ではｔｈ１に設定され、第２駆動パルスＰ２ではｔｈ１よりも長いｔｈ２に設定されている。各駆動パルスＰ１，Ｐ２の第１収縮ホールド要素ｐ４の時間の詳細については後述する。第１復帰膨張要素ｐ５は、第１収縮電位ＶＨ１から基準電位ＶＢまで電位が復帰する波形要素である。

圧電素子２４に第１駆動パルスＰ１が印加される直前（インクが吐出される前）の状態では、圧電素子２４には基準電位ＶＢが継続して印加されており、圧力室２６内には圧電素子２４の駆動に基づく圧力変化（圧力振動）は生じていない。この状態から上記の駆動パルスＰ１，Ｐ２が圧電素子２４に印加されると、まず、第１予備膨張要素ｐ１によって圧電素子２４は圧力室２６の外側（ノズル２１から遠ざかる側）に向かって撓み、これに伴って圧力室２６が基準電位ＶＢに対応する基準容積から第１膨張電位ＶＬ１に対応する第１膨張容積まで膨張する。この膨張により、ノズル２１におけるメニスカスが圧力室２６側に大きく引き込まれる。そして、この圧力室２６の膨張状態は、第１膨張ホールド要素ｐ２によって所定時間だけ維持された後、第１収縮要素ｐ３により圧電素子２４が圧力室２６の内側（ノズル２１に近づく側）に向かって撓む。これに伴い、圧力室２６は第１膨張容積から第１収縮電位ＶＨ１に対応する第１収縮容積まで急激に収縮される。これにより、圧力室２６内のインクが加圧されて、ノズル２１内のメニスカスが吐出側（プラテン上の記録媒体Ｓ側）に押し出される。続いて、第１収縮ホールド要素ｐ４が供給され、圧力室２６が収縮した状態が所定時間だけ維持される。すなわち、第１駆動パルスＰ１の場合、圧力室２６の収縮状態が時間ｔｈ１だけ維持され、第２駆動パルスＰ２の場合、圧力室２６の収縮状態が時間ｔｈ１よりも長い時間ｔｈ２だけ維持される。この間に、インクが慣性によりノズル形成面におけるノズル２１の開口よりも外側に押し出されて、記録ヘッド６が吐出可能なインク滴のサイズのうちの中間の大きさであるミドルドットに相当する量のインク滴がノズル２１から吐出される。その後、第１復帰膨張要素ｐ５が圧電素子２４に印加され、当該圧電素子２４は基準位置まで変位する。これにより、圧力室２６が収縮容積から基準容積まで膨張する。

図７は本実施形態における第２駆動信号ＣＯＭ２の構成の一例を説明する波形図である。また、図８は第２駆動信号ＣＯＭ２に含まれる第３駆動パルスＰ３の波形図である。本実施形態における第２駆動信号ＣＯＭ２は、第１駆動信号ＣＯＭ１と同様にタイミング信号ＰＴＳ及びラッチ信号ＬＡＴで規定される単位周期Ｔで駆動信号発生回路１０から繰り返し発生される。この第２駆動信号ＣＯＭ２では、単位周期Ｔにおいて第３駆動パルスＰ３のみが発生される。本実施形態における第３駆動パルスＰ３は、記録ヘッド６のノズル２１から吐出可能なインク滴のサイズのうち最も小さいインク滴（スモールドット）を吐出するための駆動パルスである。図８に示されるように、本実施形態における第３駆動パルスＰ３は、第２予備膨張要素ｐ１１と、第２膨張ホールド要素ｐ１２と、第２収縮要素ｐ１３と、第１中間ホールド要素ｐ１４と、再膨張要素ｐ１５と、第２中間ホールド要素ｐ１６と、再収縮要素ｐ１７と、再収縮ホールド要素ｐ１８と、第２復帰膨張要素ｐ１９と、からなる。

第２予備膨張要素ｐ１１は、基準電位ＶＢから当該基準電位ＶＢよりも低い第２膨張電位ＶＬ２まで一定勾配で電位が変化する波形要素である。第２膨張ホールド要素ｐ１２は、第２予備膨張要素ｐ１１の終端電位である第２膨張電位ＶＬ２を一定時間維持する波形要素である。第２収縮要素ｐ１３は、第２膨張電位ＶＬ２から当該第２膨張電位ＶＬ２よりも高く且つ後述する第２収縮電位ＶＨ２よりも低い第１中間収縮電位ＶＭ１まで電位が変化する波形要素である。第１中間ホールド要素ｐ１４は、第１中間収縮電位ＶＭ１を一定時間維持する波形要素である。再膨張要素ｐ１５は、第１中間収縮電位ＶＭ１から当該第１中間収縮電位ＶＭ１よりも低く且つ第２膨張電位ＶＬ２よりも高い第２中間電位ＶＭ２まで電位が下降する波形要素である。第２中間ホールド要素ｐ１６は、第２中間電位ＶＭ２を一定時間維持する波形要素である。再収縮要素ｐ１７は第２中間電位ＶＭ２から第１中間収縮電位ＶＭ１よりも高い第２収縮電位ＶＨ２まで電位が変化する波形要素である。再収縮ホールド要素ｐ１８は、第２収縮電位ＶＨ２を一定時間維持する波形要素である。第２復帰膨張要素ｐ１９は、第２収縮電位ＶＨ２から基準電位ＶＢまで電位が復帰する波形要素である。

上記の第３駆動パルスＰ３が圧電素子２４に印加されると、まず、第２予備膨張要素ｐ１１によって圧電素子２４は圧力室２６の外側に向かって撓み、これに伴って圧力室２６が基準電位ＶＢに対応する基準容積から第２膨張電位ＶＬ２に対応する第２膨張容積まで膨張し、ノズル２１におけるメニスカスが圧力室２６側に大きく引き込まれる。この圧力室２６の膨張状態は、第２膨張ホールド要素ｐ１２によって所定時間だけ維持される。第２膨張ホールド要素ｐ１２によるホールドの後、第２収縮要素ｐ１３により圧電素子２４が圧力室２６の内側に向かって急激に撓む。これに伴い、圧力室２６は第２膨張容積から第１中間収縮電位ＶＭ１に対応する中間収縮容積まで収縮される。これにより、圧力室２６内のインクが加圧されて、メニスカスが吐出側に押し出される。この後、第１中間ホールド要素ｐ１４が圧電素子２４に印加され、圧力室２６が収縮した状態が所定時間だけ維持される。

続いて、再膨張要素ｐ１５が圧電素子２４に印加されることにより、当該圧電素子２４が圧力室２６の外側に向かって急激に撓む。これに伴い、圧力室２６は、中間収縮容積から第２中間電位ＶＭ２に対応する中間膨張容積まで再度膨張する。ここで、ノズル２１の内部では、中央部（ノズル２１の仮想的な中心軸に近い部分）のインクほど圧力室２６内の圧力変化に追従して動きやすい一方、ノズル内壁面に近い部分ほどその粘性が影響して圧力変化に追従し難いため移動速度が遅くなる。このため、圧力室２６を急激に膨張させると、主にメニスカスの中央部が圧力室２６側に再度引き込まれる一方、メニスカスにおいてノズル２１の内壁面に近い部分は、中央部よりも吐出側に位置する。圧力室２６の膨張状態は、第２中間ホールド要素ｐ１６によって所定時間だけ維持される。

第２中間ホールド要素ｐ１６の後、再収縮要素ｐ１７により圧電素子２４が圧力室２６の内側に向かってより大きく撓む。これに伴い、圧力室２６は中間膨張容積から第２収縮電位ＶＨ２に対応する第２収縮容積まで急激に収縮される。これにより、圧力室２６内のインクが加圧されて、圧力変化に追従しやすいメニスカスの中央部が吐出側に押し出される。圧力室２６の収縮状態は、再収縮ホールド要素ｐ１８により所定時間だけ維持される。再収縮ホールド要素ｐ１８の後、第２復帰膨張要素ｐ１９が圧電素子２４に印加され、当該圧電素子２４は基準位置まで変位する。これにより、圧力室２６が第２収縮容積から基準容積まで膨張する。上記の再収縮要素ｐ１７により慣性力によって主にメニスカスの中央部が吐出方向へ伸びつつある状態でこの方向とは逆方向にノズル２１内のインクが引き込まれるので、メニスカスの中央部分の吐出側に押し出された部分がノズル２１内のインクから分離し、この分離した部分が、第１駆動パルスＰ１又は第２駆動パルスＰ２により吐出されるインク滴よりも微小なスモールドットに対応するインク滴として記録媒体Ｓに向けて飛翔する。

図９〜図１１は記録階調に応じた駆動パルスの選択パターンについて説明する波形図である。より具体的には、図９はラージドットを記録する際の駆動パルスの選択パターン、図１０はミドルドットを記録する際の駆動パルスの選択パターン、図１１はスモールドットを記録する際の駆動パルスの選択パターンをそれぞれ示している。本実施形態では、記録媒体Ｓにおける１つの画素（画像等の構成単位）の形成領域に対し、ドットを形成しない非記録も含めて合計４階調の表現が可能となっている。すなわち、単位周期Ｔ内で圧電素子２４に印加する駆動パルスの数や種類を変えることで１つの画素領域（記録媒体Ｓにおける仮想上の画素形成領域）に対して記録されるドットの大きさを異ならせることができる。単位周期Ｔ内における駆動パルスの選択は、印刷データに基づいて行われる。例えば、画素領域にドットを形成しない非記録の場合、何れの駆動パルスも圧電素子２４に印加されない。このため、単位周期Ｔにおいてノズル２１からはインク（インク滴）が吐出されない。また、単位周期Ｔにおいて画素領域にラージドットを形成する場合、図９に示されるように、第１駆動信号ＣＯＭ１の単位周期Ｔ内の２つの駆動パルスＰ１及びＰ２が選択されて圧電素子２４に順次印加されることで、単位周期Ｔ内でインク滴の吐出動作が２回連続して行われる。これにより、ノズル２１からミドルドットに相当する量のインク滴が２回連続して吐出され、記録媒体Ｓの画素領域に各インク滴が着弾して２つのドットが形成される。そして、これらのドットによりラージドットが構成される。

単位周期Ｔにおいて画素領域にミドルドットを形成する場合、図１０に示されるように、第１駆動信号ＣＯＭ１の第２周期Ｔ２における第２駆動パルスＰ２のみが選択されて圧電素子２４に印加される（第１周期Ｔ１では基準電位ＶＢで一定）。これにより、単位周期Ｔ内ではインク滴の吐出動作が１回行われる。これにより、ノズル２１からミドルドットに相当する量のインク滴が１回吐出され、当該インク滴が記録媒体Ｓに着弾すると当該記録媒体Ｓには１つのドットが形成される。本実施形態においては、この１つドットによりミドルドットが構成される。そして、単位周期Ｔにおいて画素領域にスモールドットを形成する場合、図１１に示されるように、第２駆動信号ＣＯＭ２の単位周期Ｔにおける第３駆動パルスＰ３のみが圧電素子２４に印加されることで、単位周期Ｔでノズル２１から１回だけインクが吐出される。これにより、ノズル２１からスモールドットに相当する量のインク滴が１回吐出され、記録媒体Ｓには１つのドットが形成され、これがスモールドットとなる。

図１２〜図１５は、比較例としての従来構成のプリンターにおけるインク滴の吐出パターンについて説明する波形図である。従来構成のプリンターでは、第１駆動信号ＣＯＭ１において、単位周期Ｔ内に同一形状の駆動パルスが２つ連続している。
この種のプリンターでは、記録速度の高速化の要請に対応するため、駆動パルスによって圧電素子を駆動する周波数（駆動パルスが圧電素子に印加される周波数）である駆動周波数が高められる傾向にある。駆動周波数が高められた場合に問題となるのが、インクの吐出に伴って生じる振動（残留振動）によるインクの吐出特性に対する影響である。すなわち、同一ノズルから比較的高い駆動周波数でインクを連続して吐出させる場合に、先の吐出により生じた残留振動が収束しないうちに次の吐出が行われるため、この残留振動の位相によっては次に吐出されるインク滴の量や飛翔速度が増減する（すなわち、吐出が不安定になる）虞がある。この点に関し、従来のプリンターでは、例えば、図１２に示されるように、プリンターの仕様上の最高駆動周波数（最短のパルス印加周期ｔｍｉｎ（例えば、２５〔μｓ〕））で同一ノズルからインク滴を連続的に吐出させる吐出パターンの場合、パルス印加周期ｔｍｉｎで連続する各駆動パルスのうちの前側の駆動パルスによる吐出で生じた残留振動に対して、後側の駆動パルスによる吐出により生じる振動が逆位相となるような関係となるように設定されている。このため、このような吐出パターンでは、従来よりも短いパルス印加周期ｔｍｉｎで駆動パルスを印加すると、先の吐出による残留振動が減衰する前に後の吐出のための駆動パルスが印加されることになるが、先の吐出による残留振動と次の吐出のための駆動パルスの最初の要素で発生する振動との関係が逆位相であるため、先の吐出による残留振動を次の吐出で制振しながら連続的に吐出が行われるので、吐出特性は比較的安定する。また、単位周期Ｔ内に駆動パルスが１つだけの駆動波形では、図１３に示されるように、スモールドットを連続して記録する場合、図１２での最高駆動周波数（パルス印加周期ｔｍｉｎ）よりも低い駆動周波数（パルス印加周期ｔｍａｘ）で同一ノズルからインク滴が連続的に吐出される。このようにスモールドットを連続して吐出させる吐出パターンの場合、先の吐出から次の吐出までの時間が図１２の場合よりも長くなり、先の吐出で生じた残留振動は次の吐出までの間に減衰するので、吐出特性は比較的安定する。また、図１４に示されるように、ミドルドットを連続して記録する場合も、最高駆動周波数（最短のパルス印加周期ｔｍｉｎ）よりも低い駆動周波数（パルス印加周期ｔｍｉｎ×２）で同一ノズルからインク滴が連続的に吐出されるため、先の吐出で生じた残留振動は次の吐出までの間に減衰するので、吐出特性は比較的安定する。

ところが、図１５に示されるように、インクを吐出するための駆動パルスが最高駆動周波数で２つ以上連続して圧電素子２４に印加される第１吐出期間（図１５の例では、単位周期Ｔ（ｎ））と、最高駆動周波数におけるパルス周期の２周期分の期間であって、インクを吐出するための駆動パルスが圧電素子２４に印加されない非吐出期間（図１５の例では、単位周期Ｔ（ｎ＋１））と、インクを吐出するための駆動パルスが圧電素子２４に２つ以上印加される第２吐出期間（図１５の例では、単位周期Ｔ（ｎ＋２））と、がこの順で連続する場合、すなわち、最高駆動周波数でのインクの連続吐出が断続的に行われる吐出パターンの場合、第１吐出期間で生じる残留振動が、非吐出期間中も振動し続け、第２吐出期間の最初の駆動パルスの第１予備膨張要素ｐ１の位相と残留振動の位相とが同位相となるため、第２吐出期間の最初の駆動パルスによる残留振動が大きくなり、さらに次の駆動パルスが最高駆動周波数（最短のパルス印加周期ｔｍｉｎ）で連続して印加されるため、さらに残留振動による影響を受け第２吐出期間における吐出が不安定になりやすいという課題があった。

本発明に係るプリンター１では、最高駆動周波数で連続する駆動パルス、具体的には、ラージドットを形成するための第１駆動パルスＰ１及び第２駆動パルスＰ２に関し、第２駆動パルスＰ２の第１収縮ホールド要素ｐ４の時間ｔｈ２を、第１駆動パルスＰ１の第１収縮ホールド要素ｐ４の時間ｔｈ１よりも長く設定することで、上記問題を解決している。以下、この点について説明する。

図１６は、第１駆動パルスＰ１の第１収縮ホールド要素ｐ４の時間ｔｈ１に対する第２駆動パルスＰ２の第１収縮ホールド要素ｐ４の時間ｔｈ２の割合（〔％〕）と、インクの吐出安定性についての合否との関係を、ノズル２１から吐出されるインク滴の初速（インク滴速度〔ｍ／ｓ〕）別に示した表である。この表では、上記の最高駆動周波数（最短のパルス印加周期ｔｍｉｎ）でインクの連続吐出が断続的に行われる吐出パターン（２回連続吐出する第１吐出期間、最高駆動周波数の２周期分の非吐出期間、２回連続吐出する第２吐出期間がこの順に連続する吐出パターン）において、第２吐出期間でノズル２１から吐出されるインク滴の実際のインク滴速度や量（重量・体積）の目標値からのずれがプリンター１の仕様上の許容範囲内である場合を合格「〇」とし、許容範囲外となった場合を不合格「×」としている。また、インク滴速度は、プリンター１において駆動パルスＰ１，Ｐ２の電圧Ｖｄの大きさ（第１膨張電位ＶＬ１と第１収縮電位ＶＨ１との電位差：図５及び図６参照）によって規定される目標値である。したがって、インク滴速度が６．０〔ｍ／ｓ〕の場合、７．０〔ｍ／ｓ〕の場合、８．０〔ｍ／ｓ〕の場合で電圧Ｖｄの大きさが異なる（この順に大きくなる）。つまり、インク滴速度を速めるために電圧Ｖｄを大きくすると、それに応じて吐出による圧力室２６内の残留振動も大きくなる。なお、上述したように第１駆動パルスＰ１と第２駆動パルスＰ２とは、第１収縮ホールド要素ｐ４の時間ｔｈ１、ｔｈ２を除き、同じ波形構成となっている。また、従来の構成では、図１６中において矢印で示されるように、一般的には駆動パルスＰ１，Ｐ２の第１収縮ホールド要素ｐ４の時間ｔｈ１、ｔｈ２にそれぞれ対応する波形要素の時間については同じ値、すなわち、（ｔｈ２／ｔｈ１）×１００＝１００〔％〕に設定されている。

図１６に示されるように、インク滴速度がこの表の中で最低の６．０〔ｍ／ｓ〕の場合、吐出安定性については、ｔｈ１に対するｔｈ２の割合が１５４〔％〕である場合を除いて合格「〇」となっている。これは、上記の最高駆動周波数（最短のパルス印加周期ｔｍｉｎ）であっても、インクの吐出に伴う残留振動の大きさも最も小さくなるため、次の駆動パルスが印加されるまでに残留振動が十分に減衰しているためである。しかしながら、インク滴速度が６．０〔ｍ／ｓ〕の場合、記録媒体Ｓへのインク滴の着弾精度が悪化し、記録画像等の画質に悪影響が生じるおそれがある。このため、実用的なインク滴速度は、７．０〔ｍ／ｓ〕以上である。次に、従来構成のプリンターで一般的なインク滴速度である７．０〔ｍ／ｓ〕の場合、ｔｈ１に対するｔｈ２の割合が１０５〔％〕以上、１２５〔％〕以下の範囲では吐出安定性が合格「〇」であるが、当該割合が１００〔％〕以下、又は１３３〔％〕以上では吐出安定性が不合格「×」となっている。ｔｈ１に対するｔｈ２の割合が１００〔％〕以下、又は１３３〔％〕以上の範囲となる構成（従来の構成を含む）では、駆動周波数を上記の最高駆動周波数（最短のパルス印加周期ｔｍｉｎ）としたことにより、先に図１２を参照して説明したように、第１吐出期間で発生した残留振動の位相と第２吐出期間の最初に印加される第１駆動パルスＰ１による振動の位相とが同位相となることにより、第２吐出期間における吐出が不安定になりやすいためである。すなわち、従来の構成では、上記の最高駆動周波数でインクの連続吐出が断続的に行われる吐出パターンにおいて吐出が不安定になる。しかし、ｔｈ１に対するｔｈ２の割合が１０５〔％〕以上、１２５〔％〕以下の範囲となる構成では、駆動周波数が上記の最高駆動周波数（最短のパルス印加周期ｔｍｉｎ）であって、第１駆動パルスＰ１の残留振動と第２駆動パルスＰ２自身により発生した振動との複合振動が発生しても、第２駆動パルスＰ２の第１復帰膨張要素ｐ５により当該複合振動を十分に制振することができる。これにより、上記の最高駆動周波数でインクの連続吐出が断続的に行われる吐出パターンであっても、安定して吐出することができる。
そして、より望ましい（すなわち、記録媒体Ｓに対するインク滴の着弾精度が表中で最も高い）インク滴速度である８．０〔ｍ／ｓ〕の場合、ｔｈ１に対するｔｈ２の割合が１１１〔％〕以上、１２５〔％〕以下の範囲では吐出安定性が合格「〇」であるが、当該割合が１０５〔％〕以下、又は１３３〔％〕以上では吐出安定性が不合格「×」となっている。つまり、インク滴速度が８．０〔ｍ／ｓ〕となるように駆動パルスの電圧が従来よりも高められた場合であっても、ｔｈ１に対するｔｈ２の割合が１１１〔％〕以上、１２５〔％〕以下の範囲となるように第１駆動パルスＰ１及び第２駆動パルスＰ２のそれぞれの第１収縮ホールド要素ｐ４の時間が設定されることにより、最高駆動周波数で連続的にインク滴が吐出された後の残留振動が抑えられるので、上記の最高駆動周波数でインクの吐出が断続的に行われる吐出パターンにおいても第２吐出期間における吐出安定性が確保される。

本発明に係るプリンター１では、インク滴速度が従来よりも高い８．０〔ｍ／ｓ〕に設定された場合であっても、上述したように最高駆動周波数でインクの吐出が断続的に行われる吐出パターンにおいて吐出安定性が確保されるべく、ｔｈ１に対するｔｈ２の割合が１１１〔％〕以上、１２５〔％〕以下の範囲となるように、第１駆動パルスＰ１及び第２駆動パルスＰ２のそれぞれの第１収縮ホールド要素ｐ４の時間が設定されている。より具体的には、第１駆動パルスＰ１の第１収縮ホールド要素ｐ４の時間ｔｈ１については、圧力室２６内のインクの固有振動周期（ヘルムホルツ周期）Ｔｃに基づき、以下の式（１）を満たすように設定される。
Ｔｃ×０．５≦ｔｈ１≦Ｔｃ×０．５５ …（１）
これにより、第１駆動パルスＰ１では第１収縮要素ｐ３によるインク滴の吐出に伴って生じた振動を第１復帰膨張要素ｐ５により制振することができる。
これに対し、ｔｈ１の１１１〔％〕以上、１２５〔％〕以下の範囲を満たすような第２駆動パルスＰ２の第１収縮ホールド要素ｐ４の時間ｔｈ２については、第１駆動パルスＰ１の第１収縮ホールド要素ｐ４の時間ｔｈ１及び固有振動周期Ｔｃに基づき、以下の式（２）で求められる。
ｔｈ２＝ｔｈ１×０．１４＋Ｔｃ×０．５５ …（２）
これにより、第２駆動パルスＰ２では第１吐出期間における残留振動をより効果的に抑制することが可能となる。これにより、ノズル２１から吐出されるインク滴の飛翔速度をより高めると共に駆動周波数をより高めることが可能となる。
なお、固有振動周期Ｔｃは、一般的には次式で表すことができる。
Ｔｃ＝２π√〔（Ｍｎ＋Ｍｓ）／（Ｍｎ×Ｍｓ×（Ｃｃ＋Ｃｉ））〕
上記式において、Ｍｎはノズル２１におけるイナータンス（単位断面積あたりのインクの質量）、Ｍｓは供給口２７におけるイナータンス、Ｃｃは圧力室２６のコンプライアンス（単位圧力あたりの容積変化、柔らかさの度合いを示す。）、Ｃｉはインクのコンプライアンス（Ｃｉ＝体積Ｖ／〔密度ρ×音速ｃ^２〕）である。

図１７は、本発明が適用されたプリンター１における吐出パターンの一例を説明する波形図である。このように、本発明に係るプリンター１では、インクを吐出するための駆動パルスが最高駆動周波数で２つ以上（図１７の例では４つ）連続して圧電素子２４に印加される第１吐出期間（図１７の例では単位周期Ｔ（ｎ）〜Ｔ（ｎ＋１））と、最高駆動周波数における１周期又は２周期分の非吐出期間（図１７の例では単位周期Ｔ（ｎ＋２））と、インクを吐出するための駆動パルスが圧電素子２４に２つ以上（図１７の例では２つ）印加される第２吐出期間（図１７の例では単位周期Ｔ（ｎ＋３））と、がこの順で連続する場合において、第１吐出期間の最後に圧電素子２４に印加される第２駆動パルスＰ２の第１収縮ホールド要素ｐ４の長さｔｈ２が、第２駆動パルスＰ２の１つ前に圧電素子２４に印加される第１駆動パルスＰ１の第１収縮ホールド要素ｐ４の長さｔｈ１よりも上記式（２）に基づき長くなるように設定されている。これにより、このような吐出パターンであっても、第１吐出期間の最後の駆動パルスである第２駆動パルスＰ２によって残留振動が抑えられるので、非吐出期間の後の第２吐出期間での吐出が不安定となることが抑制される。その結果、高駆動周波数化に対応することが可能となる。また、第１駆動パルスＰ１と第２駆動パルスＰ２とは、第１収縮ホールド要素ｐ４の時間ｔｈ１、ｔｈ２を除き、同じ波形構成となっているので、第１駆動パルスＰ１と第２駆動パルスＰ２とでノズル２１から吐出されるインク滴の飛翔速度や量等の吐出特性を揃えることが可能となる。その結果、記録画像等の画質を良好に維持することが可能となる。

なお、図１７に例示した吐出パターンは一例であり、第１吐出期間、非吐出期間、第２吐出期間がこの順に連続する吐出パターンであれば、種々の吐出パターンに本発明を適用することが可能である。また、上記第１収縮ホールド要素ｐ４の時間ｔｈ１，ｔｈ２に関し、第１吐出期間、非吐出期間、第２吐出期間がこの順に連続する吐出パターンとなる場合にのみｔｈ２がｔｈ１よりも長くなるように設定されればよく、このような吐出不安定とならない吐出パターン（例えば、途中に非吐出期間が無い吐出パターン）においては、ｔｈ１とｔｈ２とが同じ値に設定されても良い。

図１８は、本発明に係る駆動信号の変形例について説明する波形図であり、ラージドット、ミドルドット、及びスモールドットをそれぞれ形成する場合の駆動パルスの選択パターンがタイミング信号ＰＴＳ及びラッチ信号ＬＡＴ（ＬＡＴ１、ＬＡＴ２）と対応付けて示されている。上記第１の実施形態では、１つのタイミング信号ＰＴＳに対して１つのラッチ信号ＬＡＴを発生する構成（１ＰＴＳ・１ＬＡＴ）を例示したが、これには限られず、図１８に示されるように、１つのタイミング信号ＰＴＳに対して２つのラッチ信号ＬＡＴを発生する構成（１ＰＴＳ・２ＬＡＴ）を採用することも可能である。すなわち、この変形例では、第１の実施形態における半分の周波数のＰＴＳ信号であっても第１の実施形態と同等の記録解像度が得られる。

本変形例において制御回路９は、タイミング信号ＰＴＳの生成に伴って１つ目のラッチ信号ＬＡＴ１を発生した後、１画素分に対応する規定時間の経過を条件に２つ目のラッチ信号ＬＡＴ２を発生するように構成されている。なお、各駆動パルスＰ１〜Ｐ３の波形構成は、上記第１の実施形態における各駆動パルスＰ１〜Ｐ３の波形構成と同じである。このため、本変形例においても、第１の実施形態と同様に、第１吐出期間の最後に圧電素子２４に印加される第２駆動パルスＰ２の第１収縮ホールド要素ｐ４の長さｔｈ２が、第２駆動パルスＰ２の１つ前に圧電素子２４に印加される第１駆動パルスＰ１の第１収縮ホールド要素ｐ４の長さｔｈ１よりも上記式（２）に基づき長くなるように設定されている。これにより、第１吐出期間、非吐出期間、第２吐出期間がこの順に連続する吐出パターンであっても、第１吐出期間の最後の駆動パルスである第２駆動パルスＰ２によって残留振動が抑えられるので、非吐出期間の後の第２吐出期間での吐出が不安定となることが抑制される。

図１９は、本発明の第２の実施形態における駆動信号について説明する波形図であり、ラージドット、ミドルドット、及びスモールドットをそれぞれ形成する場合の駆動パルスの選択パターンがタイミング信号ＰＴＳ及びラッチ信号ＬＡＴと対応付けて示されている。上記第１の実施形態では、第１駆動信号ＣＯＭ１と第２駆動信号ＣＯＭ２の２つの駆動信号が発生される構成を例示したが、これには限られない。本実施形態では、１つの駆動信号のみが駆動信号発生回路１０から発生される点で第１の実施形態と異なっている。本実施形態における駆動信号は、単位周期Ｔにおいて上記第１の実施形態における第２駆動パルスＰ２、前側第１駆動パルスＰ１ａ、後側第１駆動パルスＰ１ｂの順に発生する。単位周期Ｔ内の第２駆動パルスＰ２、前側第１駆動パルスＰ１ａ、及び後側第１駆動パルスＰ１ｂは、最高駆動周波数（最短のパルス印加周期ｔｍｉｎ（例えば、２５〔μｓ〕））で発生する。なお、本実施形態における第１駆動パルスＰ１ａ，Ｐ１ｂの波形構成は、上記第１の実施形態における第１駆動パルスＰ１と同一であり、また、本実施形態における第２駆動パルスＰ２の波形構成は、上記第１の実施形態における第２駆動パルスＰ２の波形構成と同じである。

本実施形態においてラージドットを形成する場合、単位周期Ｔ内の第２駆動パルスＰ２、前側第１駆動パルスＰ１ａ、及び、後側第１駆動パルスＰ１ｂが選択されて圧電素子２４に順次印加されることで、単位周期Ｔ内でインク滴の吐出動作が３回連続して行われる。また、ミドルドットを形成する場合、単位周期Ｔ内の第２駆動パルスＰ２、及び、後側第１駆動パルスＰ１ｂが選択されて圧電素子２４に順次印加されることで、単位周期Ｔ内でインク滴の吐出動作が２回連続して行われる。さらに、スモールドットを形成する場合、単位周期Ｔ内の前側第１駆動パルスＰ１ａのみが選択されて圧電素子２４に順次印加されることで、単位周期Ｔ内でインク滴の吐出動作が１回行われる。

本実施形態における構成では、ミドルドットを連続して形成する場合、図１９に示されるように、連続する単位周期Ｔ（ｎ）と単位周期Ｔ（ｎ＋１）において先の単位周期Ｔ（ｎ）の最後に発生される後側第１駆動パルスＰ１ｂと次の単位周期Ｔ（ｎ＋１）の最初に発生される第２駆動パルスＰ２とが、最高駆動周波数で２つ以上連続して圧電素子２４に印加されることになる。このため、この２つの駆動パルスが発生される期間Ｔｄ１が第１吐出期間に相当する。また、この第１吐出期間である期間Ｔｄ１の後には、駆動パルスが選択されない期間Ｔｒ（前側第１駆動パルスＰ１ａ１つ分の期間）が続き、この期間Ｔｒが非吐出期間に相当する。そして、連続する単位周期Ｔ（ｎ＋１）と単位周期Ｔ（ｎ＋２）において先の単位周期Ｔ（ｎ＋１）の最後に発生される後側第１駆動パルスＰ１ｂと次の単位周期Ｔ（ｎ＋２）の最初に発生される第２駆動パルスＰ２とが発生される期間Ｔｄ２が第２吐出期間に相当する。すなわち、本実施形態においてミドルドットを連続して形成する場合に、第１吐出期間（Ｔｄ１）、非吐出期間（Ｔｒ）、及び、第２吐出期間（Ｔｄ２）がこの順に連続する。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、第１吐出期間の最後に圧電素子２４に印加される第２駆動パルスＰ２の第１収縮ホールド要素ｐ４の長さｔｈ２が、第２駆動パルスＰ２の１つ前に圧電素子２４に印加される後側第１駆動パルスＰ１ｂの第１収縮ホールド要素ｐ４の長さｔｈ１よりも上記式（２）に基づき長くなるように設定されている。これにより、本実施形態においてミドルドットを連続して形成する場合のように、第１吐出期間、非吐出期間、第２吐出期間がこの順に連続する吐出パターンであっても、第１吐出期間の最後の駆動パルスである第２駆動パルスＰ２によって残留振動が抑えられるので、非吐出期間の後の第２吐出期間での吐出が不安定となることが抑制される。

図２０は、第２の実施形態の比較例としての従来構成における駆動信号について説明する波形図であり、ラージドット、ミドルドット、及びスモールドットをそれぞれ形成する場合の駆動パルスの選択パターンが示されている。この従来構成では、駆動信号に含まれる各駆動パルスＰｄはいずれも同一構成（同一波形）となっており、単位周期において圧電素子に印加する駆動パルスの数を変更することでラージドット、ミドルドット、及びスモールドットをそれぞれ形成する構成となっている。すなわち、この構成においてラージドットを形成する場合、単位周期Ｔにおいて３つの駆動パルスＰｄが選択されて圧電素子に順次印加される。同様に、ミドルドットを形成する場合、単位周期Ｔにおいて２つの駆動パルスＰｄが選択されて圧電素子に順次印加され、スモールドットを形成する場合、単位周期Ｔにおいて１つの駆動パルスＰｄが選択されて圧電素子に印加される。

ここで、本発明が適用されない従来構成のプリンターでは、上記第２の実施形態においてミドルドットを連続して形成する場合のように第１吐出期間、非吐出期間、第２吐出期間がこの順に連続する吐出パターンでは吐出が不安定となる。このため、従来構成では、単位周期中の２つの駆動パルスＰｄを順次選択して複数の単位周期に亘ってミドルドットを連続的に形成する場合、図２０に示されるように、各駆動パルスＰｄが均等間隔Ｔｘで配置される構成を採る必要があった。これにより、ラージドットまたはスモールドットを形成するための駆動信号とミドルドットを形成するための駆動信号とを共通化することができず、それぞれ別の駆動信号とする必要があり、その結果、回路構成が複雑化するという問題があった。これに対し、本発明の第２の実施形態の構成では、ラージドット、ミドルドット、及び、スモールドットを形成するための駆動信号を共通化することができるので、回路構成を簡素化することが可能となる。

なお、上記各実施形態では、圧力発生部として所謂撓み振動型の圧電素子を例示したが、これには限られない。例えば、所謂縦振動型の圧電素子を圧力発生部として採用する構成においても本発明を適用することができる。この場合、上記の各駆動パルスの波形の極性が反転することになる。

そして、本発明は、圧力発生部を駆動させることでノズルから液滴を吐出する構成を有する液体吐出装置であれば、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吐出装置、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。

１…プリンター，２…プリントエンジン，３…紙送り機構，４…キャリッジ移動機構，５…リニアエンコーダー，６…記録ヘッド，７…プリンターコントローラー，９…制御回路，１０…駆動信号発生回路，１２…ヘッドコントローラー，１６…キャリッジ，１７…インクカートリッジ，１８…ガイドロッド，２０…ケース，２１…ノズル，２２…ノズルプレート，２３…流路基板，２４…圧電素子，２５…共通液室，２６…圧力室，２７…供給口，２８…インク導入路

Claims (3)

1. 液体を吐出するノズルと、
   前記ノズルに連通する圧力室と、
   前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生部と、
   前記圧力発生部に印加される駆動パルスを発生する駆動信号発生回路と、
   を備える液体吐出装置であって、
   前記駆動パルスは、前記圧力室の容積を収縮させて前記ノズルから液体を吐出させる収縮波形要素と、当該収縮波形要素により収縮された前記圧力室を膨張させる膨張波形要素と、前記収縮波形要素と前記膨張波形要素との間に発生され、前記圧力室の収縮状態を維持するホールド波形要素と、を有し、
   前記駆動パルスによる前記圧力発生部の駆動周波数が最高となる最高駆動周波数で２つ以上の駆動パルスが連続して前記圧力発生部に印加される第１吐出期間と、前記最高駆動周波数の１周期又は２周期分の期間であって前記駆動パルスが前記圧力発生部に印加されない非吐出期間と、２つ以上の前記駆動パルスが前記圧力発生部に印加される第２吐出期間と、がこの順で連続する場合において、前記第１吐出期間の最後に前記圧力発生部に印加される後側駆動パルスの前記ホールド波形要素の長さが、前記後側駆動パルスの１つ前に前記圧力発生部に印加される前側駆動パルスの前記ホールド波形要素の長さよりも長いことを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記前側駆動パルスと前記後側駆動パルスとは、前記ホールド波形要素の長さを除いて同一波形構成であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記前側駆動パルスの前記ホールド波形要素の時間ｔｈ１は、前記圧力室内の液体の固有振動周期Ｔｃに基づき、
   Ｔｃ×０．５≦ｔｈ１≦Ｔｃ×０．５５
   に設定され、
   前記後側駆動パルスの前記ホールド波形要素の時間ｔｈ２は、前記時間ｔｈ１及び前記固有振動周期Ｔｃに基づき、
   ｔｈ２＝ｔｈ１×０．１４＋Ｔｃ×０．５５
   に設定されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体吐出装置。

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