JP4721102B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

この発明は、アクチュエータの駆動によりインクをノズルから被印字媒体へ吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関する。

従来、この種のインクジェット記録装置として、バーコードを印字可能なものが知られており、バーコードを構成する黒バーの周縁を形成するドットを周縁以外のドットよりも小さいドットで印字することにより、黒バーに隣接する白バーへのインクの滲みを低減しようとするものが提案されている。

特開２００３−２３７０５９号公報 特開２００２−２９２８４８号公報 特開２０００−１０３０４２号公報 特開２００３−２８５４５３号公報

しかし、特許文献１ないし３に記載のものは、いずれもノズルから１滴のインク滴を吐出して被印字媒体に１ドットを印字するものであり、黒バーの周縁を印字するときは、周縁以外を印字するときよりも少ない体積のインク滴を使用するが、１ドットの大きさが１滴のインク滴に依存しているため、インク滴の体積のばらつきがドットの形状、大きさおよび濃度などに大きな影響を与え、バー周縁の印字品質が低下する。また、インク滴の体積の不足によってバー周縁の印字濃度が不足するおそれがある。
また、特許文献４に記載のものは、画像の周縁は１滴のインク滴で１ドットを印字し、周縁以外は２滴または３滴のインク滴によって１ドットを印字するため、画像の周縁における印字濃度が不足するおそれがある。
つまり、特許文献１ないし４に記載のものは、いずれもバー周縁の印字品質が低下するおそれがある。

そこで、この発明は、上記各問題を解決するため、バーコードのバー周縁の印字品質を高めることができるインクジェット記録装置を実現することを目的とする。

上記問題を解決するため、請求項１に記載の発明では、
インク流路と、このインク流路に連通するノズルと、前記インク流路内のインクに吐出するためのエネルギーを与えるアクチュエータとを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを所定の走査方向に往復移動させるキャリッジと、前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を出力する駆動回路とを備えており、前記キャリッジを前記走査方向に移動させながら、前記駆動信号を前記アクチュエータへ出力することにより、前記インク流路内のインクを前記ノズルから被印字媒体へ吐出するインクジェット記録装置において、
このインクジェット記録装置が置かれている環境温度が所定温度より高い場合は、前記被印字媒体に１ドット分の印字をするために同じノズルから少なくとも３発のインク滴を順に吐出し、各インク滴を吐出順に前記被印字媒体に着弾させ、
前記環境温度が前記所定温度以下である場合は、前記環境温度が前記所定温度より高い場合において１ドット分の印字をするために吐出されるインク滴の合計より少ない体積で、かつ、同数のインク滴を前記被印字媒体へ吐出し、
さらに、１発目および２発目のインク滴を前記ノズルおよび前記被印字媒体間の空中で合体させた後に前記被印字媒体に着弾させるという技術的手段を用いる。

ここで、「インクジェット記録装置」には、ホストコンピュータなどの上位の装置から印字データを受信しなくても自身が印字開始から終了までを完結できるタイプと、パーソナルコンピュータに接続されたプリンタのように、上位の装置から印字データを受信して印字を行う装置および上位の装置を組み合わせたタイプとを含む。このため、後者のタイプにおいては、インク吐出の制御を行う部分は、上位の装置および印字を行う装置のどちらに備えていてもよい。
また、一般に、単一の印字パルスをアクチュエータに印加すると、主たるインク滴と共に複数のサテライト滴が吐出される場合があるが、これらサテライト滴は、通常、被印字媒体のほぼ同一箇所に着弾し、１つのドットを形成するため、主たるインク滴とサテライト滴とを合わせて１つのインク滴として数える。

請求項１に記載の発明において、「合体」とは、先に吐出されたインク滴および後から吐出されたインク滴の少なくとも一部が合体していることを意味し、両インク滴が上記空中を飛翔しているとき、外見上１つのインク滴として認識できる状態の他、相互に一部を共有しあっているが、外見上は２つのインク滴に見える状態を含む意味である。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記ノズルから少なくとも３発のインク滴を順に吐出させるための前記駆動信号は、前記環境温度が前記所定温度より高い場合は、インク滴を前記ノズルから吐出させるための印字パルスと、インク滴吐出後に前記インク流路内に残留する圧力変動を打ち消すためのキャンセルパルスとを交互に備えており、前記環境温度が前記所定温度以下である場合は、１発目のインク滴を前記ノズルから吐出するための印字パルスと、２発目のインク滴を前記ノズルから吐出するための印字パルスとの間に前記キャンセルパルスを備えていないという技術的手段を用いる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録装置において、前記環境温度が前記所定温度以下である場合において吐出される前記インク滴の合計の体積は、前記環境温度が前記所定温度より高い場合に吐出される前記インク滴の合計の体積の８割〜９割であるという技術的手段を用いる。

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のインクジェット記録装置において、バーコードを前記被印字媒体に印字するという技術的手段を用いる。
なお、上記「バーコード」とは、線状または帯状の黒色領域を白色領域を挟んで所定間隔置きに配置してなるバーコードおよび黒色領域および白色領域をマトリクス状に配置してなる２次元コードを含む意味である。

（請求項１に記載の発明の効果）
インクジェット記録装置が置かれている環境温度が所定温度以下である場合は、環境温度が上記所定温度より高い場合において１ドット分の印字をするために吐出されるインク滴の合計の体積より少ないインク滴を被印字媒体へ吐出することができる。しかも、インク滴の数は、環境温度が所定温度より高い場合と同じ数であるため、ドットの滲み量が少なく、所期の印字濃度からの変化が小さい高品質の印字を行うことができる。

環境温度の低下に伴いインクの粘度が高くなると、インク滴の体積が減少し、飛翔速度も遅くなり、その分、着弾位置のずれが大きくなってしまい、印字品質が低下するおそれがある。
しかし、請求項１に記載の発明によれば、１発目より２発目は飛翔速度が高くなり、１発目および２発目のインク滴をノズルおよび被印字媒体間の空中で合体させた後に被印字媒体に着弾させることになる。そのため、その合体によって新たに生み出された１つのインク滴は、上記空中を飛翔する速度が１発目のインク滴より速くなるので、全体として着弾位置のずれが小さくなるとともに印字品質の低下も抑えられる。このとき、インク滴の体積が増えた分、飛翔中の空気抵抗に基づく減速が少なくなっている。

（請求項２に記載の発明の効果）
１発目のインク滴をノズルから吐出するための印字パルスと、２発目のインク滴をノズルから吐出するための印字パルスとの間にキャンセルパルスを備えていないため、１発目のインク滴が吐出された後、直ちに２発目のインク滴を吐出することができる。これにより、１発目のインク滴が被印字媒体に着弾する前に、２発目のインク滴を１発目のインク滴に追いつかせて合体させることができる。
また、１発目のインク滴を吐出した後にキャンセルパルスを印加しない分、省電力化を図ることができる。

（請求項３に記載の発明の効果）
本願発明者が行った実験によると、環境温度が所定温度以下である場合において吐出されるインク滴の合計の体積を、環境温度が上記所定温度より高い場合に吐出されるインク滴の合計の体積の８割〜９割に設定することにより、印字された黒色セルの副走査方向への滲み量を減少させることができ、かつ、所期の印字濃度からの変化も抑制できることが分かった。

（請求項４に記載の発明の効果）
バーコードを構成する黒色領域と白色領域との間隔は、バーコードリーダの読み取り精度に大きな影響を与えるため、黒色領域周縁の白色領域への滲み量が少ないことが望ましい。特に、バーコードを普通紙や封筒など、インクの吸収率が高い被印字媒体に印字する場合や、小さいバーコードを印字する場合は、より一層少ない滲み量が要求される。
しかし、本願の請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の発明を実施すれば、バーコードの黒色領域周縁の滲み量を少なくすることができるため、上記の要求に応えることができる。
また、バーコードの中でも、２次元コードは、黒色セルをマトリクス状に配置して構成されているため、黒色セルの主走査方向（Ｘ方向）への滲み量の他、副走査方向（Ｙ方向）の滲み量が問題となるが、本願の請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の発明を実施すれば、黒色セルの副走査方向への滲み量も低減することができる。

この発明の実施形態について図を参照して説明する。
［インクジェット記録装置の主要構成］
最初に、インクジェット記録装置の主要構成について図１を参照して説明する。図１はインクジェット記録装置の主要構成を示す平面説明図である。
インクジェット記録装置１の内部には、相対向する２本のガイド軸６，７が設けられており、そのガイド軸６，７には、キャリッジを兼用するヘッドホルダ９が取付けられている。ヘッドホルダ９には、印刷用紙Ｐへインクを吐出して印刷を行うインクジェットヘッド３０が保持されている。インクジェットヘッド３０は、複数のノズルが設けられたノズル面および各ノズルに連通するインク流路が形成されたヘッド本体と、インク流路内のインクに吐出のためのエネルギーを与えるアクチュエータとを備える。

ヘッド本体のノズル面には、ブラックインク液滴を吐出する複数のノズルが配列されたブラックインクノズル列、イエローインク液滴を吐出する複数のノズルが配列されたイエローインクノズル列、シアンインク液滴を吐出する複数のノズルが配列されたシアンインクノズル列およびマゼンタインク液滴を吐出する複数のノズルが配列されたマゼンタインクノズル列が形成されている。このインク面は、インクジェット記録装置内に給紙された印刷用紙Ｐの印刷面に所定の間隙を介して対向している。また、各ノズルと連通する個別のインク流路に対応して、アクチュエータがそれぞれ設けられている。この実施形態では、アクチュエータとして圧電素子を用いた圧電アクチュエータを用いており、インク流路の壁面の一部を構成するように配設されている。

ヘッドホルダ９は、キャリッジモータ１０により回転する無端ベルト１１に取付けられており、キャリッジモータ１０の駆動により、ガイド軸６，７に沿って主走査方向に往復移動する。
また、インクジェット記録装置１には、イエローインクが収容されたインクタンク５ａと、マゼンタインクが収容されたインクタンク５ｂと、シアンインクが収容されたインクタンク５ｃと、ブラックインクが収容されたインクタンク５ｄとが備えられている。本実施の形態では、インクの使用量を考えて、ブラックインク用のインクタンク５ｄが他のインクタンクに比べてサイズが大きくなっている。各インクタンク５ａ〜５ｄは、それぞれ可撓性のチューブ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄによってチューブジョイント２０と接続されている。各インクタンクに収容されたインクは、それぞれチューブジョイント２０を介して対応するインク流路へ供給される。

さらに、ヘッドホルダ９の移動方向の左端には、フラッシングのときにノズルから吐出された不良インクを吸収する吸収部材４が設けられている。ヘッドホルダ９の移動方向の右端には、パージングのときにインクジェットヘッド３０内部の不良インクをノズルから吸引するパージ装置２が設けられており、そのパージ装置２の左方には、パージングによりノズル面に付着したインクを払拭するワイパ３が設けられている。

［制御系の主要構成］
次に、インクジェット記録装置１の制御系の主要構成について、それをブロックで示す図２を参照して説明する。
インクジェット記録装置１は、ＣＰＵ５７およびゲートアレイ６０を備える。ＣＰＵ５７は、駆動回路８０への印字動作指令、後述する印字制御、フラッシング、パージングなどのメンテナンス指令の出力などの印字に必要な主な制御を実行する。ゲートアレイ６０は、ホストコンピュータ７１から送信された印字データをインターフェース（Ｉ／Ｆ）４１を介して受信し、印字データを展開する制御を行う。ＣＰＵ５７およびゲートアレイ６０には、アドレスバスおよびデータバスを介してＲＯＭ４３およびＲＡＭ４４が接続されている。

ＲＯＭ４３には、駆動回路８０が圧電アクチュエータ３２を駆動するための駆動信号の元になる駆動パルス波形が格納された格納領域４３ａが備えられている。この実施形態では、格納領域４３ａには、環境温度が所定温度（例えば、２５゜Ｃ）を超えているときに用いる駆動パルス波形Ｎと、環境温度が上記所定温度以下のときに用いる駆動パルス波形Ｍとが格納されている。
また、格納領域４３ａ以外の格納領域には、ＣＰＵ５７が後述する印字制御を実行するためのコンピュータプログラムなどが格納されている。ＲＡＭ４４は、ゲートアレイ６０がホストコンピュータ７１から受信した印字データ、ＣＰＵ５７の処理結果などを一時的に記憶する。

また、ＣＰＵ５７には、印刷用紙Ｐが装填されているか否かを検出する媒体センサ５８、インクジェットヘッド３０がホームポジションにあることを検出する原点センサ４６、このインクジェット記録装置１が置かれている環境温度を計測する温度センサ５９、キャリッジモータ１０を駆動するためのモータドライバ４８、紙送りモータ（ＬＦモータ）５０を駆動するためのモータドライバ４９、各種の信号をＣＰＵ５７に与える操作パネル５６などが接続されている。

ゲートアレイ６０には、ホストコンピュータ７１から受信した印字データをイメージデータとして一時的に記憶するイメージメモリ５１が接続されている。
また、ゲートアレイ６０には、駆動パルス波形Ｍに基づいて作成された駆動信号Ｍによって印字を実行させるための印字データ（以下、駆動信号Ｍ選択用印字データという）、または、駆動パルス波形Ｎに基づいて作成された駆動信号Ｎによって印字を実行させるための印字データ（以下、駆動信号Ｎ選択用印字データという）を生成するデータ生成手段６３が備えられている。
駆動信号Ｍは、環境温度が上記所定温度以下のときに用いる駆動信号であり、駆動信号Ｎは、環境温度が上記所定温度を超えているときに用いる駆動信号である。この実施形態では、駆動信号Ｍ選択用印字データは、「０１」の２ビットで、駆動信号Ｎ選択用印字データは、「１０」の２ビットでそれぞれ構成されている。また、「００」は非印字（ドットなし）を示すデータ（以下、非印字データという）である。

（駆動回路の主要構成）
次に、駆動回路８０の主要構成について、それをブロックで示す図３を参照して説明する。なお、この実施形態では、インクジェットヘッド３０は、ｃｈ０〜ｃｈ６３の計６４チャンネルである。
駆動回路８０は、シリアル・パラレル変換回路８１と、ラッチ回路８２と、各チャンネル毎に配置されたセレクタ８３と、各チャンネル毎に配置されたドライバ８４とを備えている。シリアル・パラレル変換回路８１は、６４ビット長のシフトレジスタから構成されており、ゲートアレイ６０（図２）から転送クロック５３と同期してシリアル転送されてくる印字データ５２を入力し、転送クロックの立ち上がりに従って、印字データを各パラレルデータに変換することにより、印字データのシリアル・パラレル変換を行う。

そして、データ生成手段６３によって生成された印字データ５２に対応した選択信号sel-0,sel-1が各チャンネル毎に設定される。
ラッチ回路８２は、ゲートアレイ６０から転送されてくるラッチ信号５４の立ち上がりに従って、シリアル・パラレル変換回路８１から出力される各パラレルデータをそれぞれラッチする。各チャンネル毎に設けられた６４個のセレクタ８３は、それぞれ、ラッチ回路８２から出力される各パラレル印字データに基づき、ゲートアレイ６０から転送されてくる複数種類の駆動信号（クロック）Ｍまたは駆動信号Ｎを選択し出力する。

ゲートアレイ６０からセレクタ８３に入力される駆動信号Ｍ，Ｎは、ＲＯＭ４３の格納領域４３ａに格納されている各駆動パルス波形に基づいてそれぞれ作成され、常に一定の周期で繰り返し出力されており、これ自身が噴射タイミング信号でもある。セレクタ８３への印字データsel-0,sel-1の入力に応じていずれかの駆動信号が選択される。この実施形態では、各印字データsel-0,sel-1が、０，０では非印字（ドットなし）を、０，１では駆動信号Ｍを、１，０では駆動信号Ｎをそれぞれ選択する。このように、各印字データにそれぞれ２ビットを付加するだけで、駆動信号Ｍまたは駆動信号Ｎをノズル単位で選択することができる。
６４個のドライバ８４は、それぞれセレクタ８３から出力された駆動信号に基づいて、インクジェットヘッド３０に適した電圧のパルス波形を生成し、その各パルス波形をインクジェットヘッド３０の各圧電アクチュエータ３２に接続された電極へ出力する。

（駆動信号の構成）
次に、駆動信号Ｍ，Ｎの構成について図４および図５を参照して説明する。
図４は駆動信号Ｍ，Ｎの構成を示す説明図である。図５はインク滴の飛翔状態を模式的に示す説明図である。図５（Ａ）は駆動信号Ｎによって吐出したインク滴の飛翔状態を模式的に示す説明図であり、図５（Ｂ）は駆動信号Ｍによって吐出したインク滴の飛翔状態を模式的に示す説明図である。
駆動信号Ｍは、１ドット分の印字データに対して３つのインク滴を吐出させるための３つの印字パルスＡ１〜Ａ３と、インク滴吐出後のインク流路内に発生する残留圧力変動を打ち消すための２つのキャンセルパルスＣ１，Ｃ３とから構成される。
駆動信号Ｍの各パルスを時系列で記載すると、１発目のインク滴を吐出させるための第１印字パルスＡ１、２発目のインク滴を吐出させるための第２印字パルスＡ２、２発目のインク滴吐出後のインク流路内の残留圧力変動を打ち消すための第１キャンセルパルスＣ１、３発目のインク滴を吐出させるための第３印字パルスＡ３、３発目のインク滴吐出後のインク流路内の残留圧力変動を打ち消すための第２キャンセルパルスＣ３となる。

第１印字パルスＡ１のパルス長は、第２印字パルスＡ２のパルス長よりも長く設定されており、２発目に吐出されるインク滴の体積が１発目に吐出されるインク滴の体積よりも小さくなるように設定されている。
また、先に吐出された１発目のインク滴が被印字媒体に着弾する前に、後から吐出された２発目のインク滴が１発目のインク滴に追いつき、１発目のインク滴および２発目のインク滴を合体させるために、第１印字パルスＡ１と第２印字パルスＡ２との間には、キャンセルパルスを設けていない。
１発目のインク滴を吐出させるための第１印字パルスＡ１のパルス長（ＯＮ時間）ｔｐ１と、２発目のインク滴を吐出させるための第２印字パルスＡ２のパルス長ｔｐ３と、第１印字パルスＡ１がＯＦＦになってから第２印字パルスＡ２がＯＮになるまでの待機時間ｔｗ１とは、第１印字パルスＡ１の印加によって吐出された１発目のインク滴が被印字媒体に着弾する前に、第２印字パルスＡ２の印加によって吐出された２発目のインク滴が１発目のインク滴に追いつき、その１発目のインク滴に合体することができるような値に設定する。この場合、１発目のインク滴が吐出された後に残留している圧力変動の影響を見込んで時間ｔｗ１やｔｐ３が決められている。
また、１発目から３発目の計３発のインク滴の体積の合計は、駆動信号Ｎにより吐出される計３発のインク滴の体積の合計よりも少なくなるように設定する。

例えば、インク流路内に発生した圧力波がインク流路内を片道伝播するために要する時間をＴとした場合に、第１印字パルスＡ１のパルス長ｔｐ１は、６．０Ｔ、第２印字パルスＡ２のパルス長ｔｐ３は、３．７Ｔ、待機時間ｔｗ１は、４．９Ｔに設定する。
第２印字パルスＡ２がＯＦＦになってから第１キャンセルパルスＣ１がＯＮになるまでの待機時間ｔｗ３と、第１キャンセルパルスＣ１のパルス長ｔｐ４と、第３印字パルスＡ３がＯＦＦになってから第２キャンセルパルスＣ３がＯＮになるまでの待機時間ｔｗ５と、第２キャンセルパルスＣ３のパルス長ｔｐ６とは、印字された画像の副走査方向（Ｙ方向）への滲み量が少なくなる値に設定する。具体的な設定範囲については後述する。

図５（Ｂ）の上図に示すように、第１印字パルスＡ１の印加により１発目のインク滴Ｑ１がノズル３１から印刷用紙Ｐに向けて吐出される。続いて、図５（Ｂ）の中図に示すように、第２印字パルスＡ２の印加により２発目のインク滴Ｑ２がノズル３１から印刷用紙Ｐに向けて吐出される。この２発目のインク滴Ｑ２は、１発目のインク滴Ｑ１が印刷用紙Ｐに着弾する前にノズル３１から吐出される。
そして、図５（Ｂ）の下図に示すように、２発目のインク滴Ｑ２は、ノズル３１および印刷用紙Ｐ間の空中において１発目のインク滴Ｑ１と合体し、その合体によって新たなインク滴Ｑ１２が生まれる。このインク滴Ｑ１２は、インク滴Ｑ１およびＱ２の両体積を加算した体積を有する。続いて、インク滴Ｑ１２が印刷用紙Ｐに着弾する前に、３発目のインク滴Ｑ３がノズル３１から吐出され、インク滴Ｑ１２、インク滴Ｑ３の順に印刷用紙Ｐに着弾する。印刷用紙Ｐには、インク滴Ｑ１２の着弾により、大きいドットＥ１が形成され、インク滴Ｑ３の着弾により、小さいドットＥ２が形成される。
インクジェットヘッド３０は、印刷用紙Ｐに対して主走査方向に移動しながらインク滴を吐出するため、インク滴Ｑ３の着弾位置は、インク滴Ｑ１２の着弾位置よりも、インクジェットヘッド３０の移動方向にずれる。このため、ドットＥ２の中心は、ドットＥ１の中心から、インクジェットヘッド３０の移動方向にずれるため、各ドットの中心が一致した場合よりも主走査方向に僅かに広がったドットが形成される。ただ、インク滴Ｑ１２は、これを構成したインク滴Ｑ１やインク滴Ｑ２よりも体積が大きいことから、飛翔中の空気抵抗による減速が少ない。その分、これより後に着弾するインク滴Ｑ３との位置ずれ量は、個々に着弾するときより小さなものとなっている。これらドットＥ１およびＥ２によって、１ドット分の印字データに対応する１ドットが印字されたことになる。また、ドットを重ね打ちするため、ドットの印字濃度が低下することもない。

駆動信号Ｎは、１ドット分の印字データに対して３つのインク滴を吐出させるための３つの印字パルスＡ１〜Ａ３と、３つのキャンセルパルスＣ１〜Ｃ３とから構成されており、印字パルスとキャンセルパルスとが交互に配置されている。
駆動信号Ｍの第１印字パルスＡ１のパルス長はｔｐ１であり、第１印字パルスＡ１がＯＦＦになってからｔｗ１時間経過後に、第１印字パルスＡ１の印加によりインク流路内に発生した残留圧力変動を打ち消すための第１キャンセルパルスＣ１がｔｐ２時間印加される。第１キャンセルパルスＣ１がＯＦＦになってからｔｗ２時間経過後に第２印字パルスＡ２がｔｐ３時間印加され、第２印字パルスＡ２がＯＦＦになってからｔｗ３時間経過後に、第２印字パルスＡ２の印加によりインク流路内に発生した残留圧力変動を打ち消すための第２キャンセルパルスＣ２がｔｐ４時間印加される。第２キャンセルパルスＣ２がＯＦＦになってからｔｗ４時間経過後に第３印字パルスＡ３がｔｐ５時間印加され、第３印字パルスＡ３がＯＦＦになってからｔｗ５時間経過後に、第３印字パルスＡ３の印加によりインク流路内に発生した残留圧力変動を打ち消すための第３キャンセルパルスＣ３がｔｐ６時間印加される。

例えば、駆動信号Ｎのｔｐ１＝５．５Ｔ、ｔｗ１＝９．０Ｔ、ｔｐ２＝８．５Ｔ、ｔｗ２＝２３．９Ｔ、ｔｐ３＝５．５Ｔ、ｔｗ３＝９．０Ｔ、ｔｐ４＝８．５Ｔ、ｔｗ４＝２３．９Ｔ、ｔｐ５＝５．５Ｔ、ｔｗ５＝９．０Ｔ、ｔｐ６＝８．５Ｔである。
図５（Ａ）に示すように、第１印字パルスＡ１によりノズル３１から吐出された１発目のインク滴Ｐ１、第２印字パルスＡ２によりノズル３１から吐出された２発目のインク滴Ｐ２および第３印字パルスＡ３によりノズル３１から吐出された３発目のインク滴Ｐ３は、吐出順に印刷用紙Ｐに個々に着弾し、各インク滴Ｐ１〜Ｐ３により、ドットＤ１〜Ｄ３が形成される。前述のように、インクジェットヘッド３０は印刷用紙Ｐに対して主走査方向へ移動しながらインク滴を吐出するため、ドットＤ２の中心は、インクジェットヘッド３０の移動方向に僅かにずれており、ドットＤ３の中心は、インクジェットヘッド３０の移動方向に僅かにずれている。これらドットＤ１〜Ｄ３によって、１ドット分の印字データに対応する１ドットが印字されたことになる。また、ドットを重ね打ちするため、ドットの印字濃度が低下することもない。
なお、上記ｔｗ１〜ｔｗ５およびｔｐ１〜ｔｐ６は、波形選択テーブルに設定されている波形タイプによって異なる。

［印字制御の流れ］
次に、図２に示した制御系による印字制御の流れを図７を参照して説明する。図７は印字制御の流れを示すフローチャートである。なお、環境温度の複数の各ステップに対応した駆動信号毎の駆動パルス波形の選択および電圧の選択を実行するための処理は省略する。
温度センサ５９（図２）は、環境温度に対応した信号をＣＰＵ５７へ出力し、ＣＰＵ５７は、温度センサ５９から取込んだ信号に基づいて環境温度を計算し、その計算した環境温度をＲＡＭ４４に格納する。

ゲートアレイ６０（図２）は、ホストコンピュータ７１から送信され、イメージメモリ５１に格納されている印字データを読出し（ステップ（以下Ｓと略す）１）、ドットを印字すべき印字データ、つまり当該ドットがあるか否かを判定する（Ｓ２）。ここで、当該ドットがあると判定した場合は（Ｓ２：Ｙｅｓ）、ＲＡＭ４４に格納されている環境温度を参照し、予め設定されている基準温度（例えば、２５゜Ｃ）よりも高いか低いかを判定する（Ｓ３）。ここで、環境温度が基準温度以下と判定した場合は（Ｓ３：低）、データ生成手段６３は、駆動信号Ｍ選択用印字データ「０１」を生成する（Ｓ４）。この駆動信号Ｍ選択用印字データ「０１」は、シリアル・パラレル変換回路８１へ出力され、各チャンネル毎に選択信号sel-0,sel-1が設定され、各セレクタ８３は、それぞれ、ラッチ回路８２から出力される各パラレル印字データに基づき、ゲートアレイ６０から転送されてくる駆動信号Ｍを選択し、それをドライバ８４へ出力する。そして、ドライバ８４から駆動信号Ｍを出力された各チャンネルは、駆動信号Ｍに対応したインク滴を吐出し、ドットを印刷用紙Ｐに印字する（図５（Ｂ））。
つまり、環境温度が基準温度以下の場合は、２発目のインク滴が１発目のインク滴に合体する計３発のインク滴を連続して吐出することにより、１ドット分の印字データに対する１ドットを印字する。

また、環境温度が基準温度よりも高いと判定した場合は（Ｓ３：高）、データ生成手段６３は、駆動信号Ｎ選択用印字データ「１０」を生成する（Ｓ５）。駆動信号Ｎ選択用印字データ「１０」は、シリアル・パラレル変換回路８１へ出力され、各チャンネル毎に選択信号sel-1,sel-0が設定され、各セレクタ８３は、それぞれ、ラッチ回路８２から出力される各パラレル印字データに基づき、ゲートアレイ６０から転送されてくる駆動信号Ｎを選択し、それをドライバ８４へ出力する。そして、ドライバ８４から駆動信号Ｎを出力された各チャンネルは、駆動信号に対応したインク滴を吐出し、ドットを印刷用紙Ｐに印字する。
つまり、環境温度が基準温度よりも高い場合は、インク滴が空中で合体することのない、計３発のインク滴を連続して吐出することにより、１ドット分の印字データに対する１ドットを印字する。

また、当該ドットがないと判定した場合は（Ｓ２：Ｎｏ）、非印字を指令する非印字データ「００」を生成する（Ｓ６）。そして、ホストコンピュータ７１から印字終了を指示するデータが送信されているか否かに基づいて印字終了か否かを判定し（Ｓ７）、印字終了ではないと判定した場合は（Ｓ７：Ｎｏ）、再度Ｓ１〜Ｓ６を実行し、印字終了であると判定した場合は（Ｓ７：Ｙｅｓ）、今回の印字制御を終了する。

［実験］
次に、本願発明者が行った実験について図６、図８、表１および表２を参照して説明する。図６は、駆動信号Ｍ、Ｎによって２次元コードを印字した場合の黒色セルのPrint Growthを示すグラフであり、図８は２次元コードの一部を拡大して模式的に示す説明図である。表１および表２は、実験結果をまとめた表である。
２次元コードは、図８に示すように、正方形の黒色セルＧおよび白色セルＷをマトリクス状に配置して構成されている。ここで、Print Growthとは、２次元コードを印字した場合の黒色セルＧの端部の成長の大きさ（滲みの大きさ）のことであり、図８において黒色セルＧ１個の幅をＥ、高さをＨとし、黒色セルＧの副走査方向の端部から副走査方向（Ｙ方向）へ成長した（滲み出た）インクの高さをＪとした場合の（Ｊ−Ｈ）／Ｈを副走査方向に対するPrint Growthとして求めた。つまり、Print Growthの値が小さいほど、黒色セルＧの端部における副走査方向に対するインクの滲みが少ない。

本願発明者は、駆動信号Ｍまたは駆動信号Ｎによって２次元コードを印字した場合の黒色セルの副走査方向に対するPrint Growthを、環境温度が２０゜Ｃの場合および２５゜Ｃの場合のそれぞれについて測定した。また、その測定は、吐出特性が比較的揃った複数のインクジェットヘッドについて行い、その平均値を求めて図６に示すグラフを作成した。また、１ドット分の印字のために吐出される計３発のインク滴の合計の体積は、駆動信号Ｍによる場合の体積が、駆動信号Ｎによる場合の体積の８割になるように設定した。
その結果、図６に示すように、駆動信号Ｍによって２次元コードを印字した場合のPrint Growthは、環境温度が２５゜Ｃおよび２０゜Ｃのいずれの場合でも０．１２７であった。これに対して、駆動信号Ｎによって２次元コードを印字した場合のPrint Growthは、環境温度が２５゜Ｃのときに０．１３２であり、環境温度が２０゜Ｃときに０．１３９であった。
つまり、駆動信号Ｍにより２次元コードを印字した場合のPrint Growthは、環境温度が２５゜Ｃおよび２０゜Ｃのいずれの場合でも、駆動信号Ｎにより２次元コードを印字した場合のPrint Growthよりも小さかった。なお、図示しないが、環境温度が２０゜Ｃ〜１０゜Ｃの低温になったときは、駆動信号Ｍにより２次元コードを印字した場合のPrint Growthは、０．１５以下であり、駆動信号Ｎにより印字した場合のPrint Growthよりも小さく、安定した印字品質を得ることができた。なお、駆動信号Ｎを用いると、Print Growthは、０．１５以上となり、印字の滲みが認識されるようになる。

また、本願発明者は、２５゜Ｃにおいて、印字品質を高めることができる駆動信号Ｍの形態について実験を行った。駆動信号Ｍの第２印字パルスＡ２および第１キャンセルパルスＣ１間に設けられた休止時間Ａ（＝ｔｗ３）、第１キャンセルパルスＣ１のパルス長Ｂ（＝ｔｐ４）、第３印字パルスＡ３および第２キャンセルパルスＣ３間に設けられた休止時間Ｃ（＝ｔｗ５）および第２キャンセルパルスＣ３のパルス長Ｄ（＝ｔｐ６）を変化させたときの印字の乱れを目視で評価した。この実験は、光沢紙に対して吐出／非吐出を織り交ぜた印字パターンを印字して行った。
その結果、次の表１および表２の結果が得られた。表１および表２において、◎は、解像度および印字濃度などの印字品質が、とても安定していることを、○は安定していることを、△は、やや不安定であることを、×は不安定であることをそれぞれ示す。

表１および表２において◎が付されている数値を読むと、駆動信号Ｍにおける休止時間Ａが２．４Ｔ、パルス長Ｂが０．５Ｔ、休止時間Ｃが２．３Ｔ、パルス長Ｄが０．４Ｔであるときが、印字品質がとても安定していることが分かる。ここでは、休止時間Ａが休止時間Ｂに等しく、例えば、共に２．３５Ｔのときにも同様な結果が得られている。
また、休止時間Ａが２．３Ｔ〜２．５Ｔ、パルス長Ｂが０．４Ｔ〜０．５Ｔ、休止時間Ｃが２．２Ｔ〜２．５Ｔ、パルス長Ｄが０．３Ｔ〜０．５Ｔであるときは、印字品質が安定していることが分かる。
つまり、駆動信号Ｍを構成する上記Ａ〜Ｄを表１および表２において◎または○が付されている数値の範囲に設定することで、Print Growthが０．１２７以下で、かつ、高品質の印字を行うことができる。
また、１ドット分の印字のために吐出される計３発のインク滴について、駆動信号Ｍによる合計の体積が、駆動信号Ｎによる合計の体積の８割〜９割になるように設定すれば、Print Growthが０．１２７以下で、かつ、高品質の印字を行うことができた。

［実施形態の効果］
（１）以上のように、上記実施形態のインクジェット記録装置１を使用すれば、インクジェット記録装置１が置かれている環境温度が２５゜Ｃ以下である場合は、環境温度が上記所定温度より高い場合において１ドット分の印字をするために吐出されるインク滴の合計の体積より少ないインク滴を印刷用紙Ｐへ吐出することができる。しかも、インク滴の数は、環境温度が所定温度より高い場合と同じ数であるため、ドットの滲み量が少なく、所期の印字濃度からの変化が小さい高品質の印字を行うことができる。

（２）また、駆動信号Ｍによって圧電アクチュエータ３２を駆動することにより、１発目より２発目の方が飛翔速度が高くなる。そのため、１発目のインク滴Ｑ１および２発目のインク滴Ｑ２を、ノズル３１および印刷用紙Ｐ間の空中で合体させた後に印刷用紙Ｐに着弾させることになる。さらに、その合体によって新たに生み出された１つのインク滴Ｑ１２は、上記空中を飛翔する速度が、１発目のインク滴Ｑ１より速くなるとともに、空気抵抗によって飛翔速度が低下することも少なく、インク滴Ｑ３との着弾位置のずれも小さくなる。つまり、高い印字品質で印字ができる。

（３）さらに、駆動信号Ｍは、１発目のインク滴Ｑ１をノズル３１から吐出するための第１印字パルスＡ１と、２発目のインク滴Ｑ２をノズル３１から吐出するための第２印字パルスＡ２との間にキャンセルパルスを備えていないため、１発目のインク滴Ｑ１が吐出された後、直ちに２発目のインク滴Ｑ２を吐出することができる。これにより、１発目のインク滴Ｑ１が印刷用紙Ｐに着弾する前に２発目のインク滴Ｑ２を１発目のインク滴Ｑ１に追いつかせて合体させることができる。
また、１発目のインク滴Ｑ１を吐出した後にキャンセルパルスを印加しない分、省電力化を図ることができる。

（４）駆動信号Ｍにおける第２印字パルスＡ２および第１キャンセルパルスＣ１間に設けられた休止時間Ａ、第１キャンセルパルスＣ１のパルス長Ｂ、第３印字パルスＡ３および第２キャンセルパルスＣ３間に設けられた休止時間Ｃおよび第２キャンセルパルスＣ３のパルス長Ｄの各値を表１および表２において◎または○に対応する数値範囲に設定することにより、黒色セルＧの副走査方向（Ｙ方向）への滲み量（成長）を減少させることができ、かつ、高品質の印字を行うことができる。

（５）環境温度が２５゜Ｃ以下である場合において、１ドット分の印字のために駆動信号Ｍにより吐出されるインク滴の合計の体積を、環境温度が２５゜Ｃより高い場合に吐出されるインク滴の合計の体積の約８割〜９割に設定することにより、印字された黒色セルＧの副走査方向への滲み量を減少させることができ、かつ、印字濃度の低下も抑制できることができる。

＜他の実施形態＞
（１）駆動信号の設定のところで述べたように、環境温度を複数のステップに設定し、駆動信号Ｍおよび駆動信号Ｎの波形を各ステップ毎に設定した波形選択テーブルをＲＯＭ４３の格納領域４３ａに格納しておき、駆動信号Ｍおよび駆動信号Ｎの各駆動パルス波形をそれぞれ環境温度の各ステップに対応して選択し、その選択した各駆動パルス波形に基づいて駆動信号Ｍおよび駆動信号Ｎを作成し、それによって圧電アクチュエータ３２を駆動することもできる。これによれば、環境温度の小さな変化にも対応して、より一層高品質の印字を行うことができる。
（２）駆動信号Ｍおよび駆動信号Ｎは、１ドットを形成するために吐出されるインク滴の数が４つ以上となる信号でもよい。

（３）２次元コード以外のバーコードの印字、あるいはバーコード以外の画像の印字についても本願発明を適用することができる。
（４）この発明は、圧電素子などの電気機械変換素子を利用した圧電アクチュエータの他、電気熱変換素子を利用したアクチュエータを駆動源とするインクジェット記録装置にも適用することができる。また、インクジェットヘッド上にインクカートリッジを備えたタイプのインクジェット記録装置、あるいは、スキャナー機能またはコピー機能を備えたインクジェット記録装置にも適用することができる。

［各請求項と実施形態との対応関係］
圧電アクチュエータ３２が請求項１のアクチュエータに、印刷用紙Ｐが被印字媒体にそれぞれ対応する。

この発明の第１実施形態に係るインクジェット記録装置の主要構成を示す平面説明図である。 インクジェット記録装置１の制御系の主要構成をブロックで示す説明図である。 駆動回路８０の主要構成をブロックで示す説明図である。 駆動信号Ｍ，Ｎの構成を示す説明図である。 図５はインク滴の飛翔状態を模式的に示す説明図である。図５（Ａ）は駆動信号Ｎによって吐出したインク滴の飛翔状態を模式的に示す説明図であり、図５（Ｂ）は駆動信号Ｍによって吐出したインク滴の飛翔状態を模式的に示す説明図である。 駆動信号Ｍ、Ｎによって２次元コードを印字した場合の黒色セルのPrint Growthを示すグラフである。 印字制御の流れを示すフローチャートである。 ２次元コードの一部を拡大して模式的に示す説明図である。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
３０ インクジェットヘッド
３２ 圧電アクチュエータ（アクチュエータ）
５９ 温度センサ
６０ ゲートアレイ
８０ 駆動回路
Ｐ 印刷用紙（被印字媒体）

Claims (4)

1. インク流路と、このインク流路に連通するノズルと、前記インク流路内のインクに吐出するためのエネルギーを与えるアクチュエータとを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを所定の走査方向に往復移動させるキャリッジと、前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を出力する駆動回路とを備えており、前記キャリッジを前記走査方向に移動させながら、前記駆動信号を前記アクチュエータへ出力することにより、前記インク流路内のインクを前記ノズルから被印字媒体へ吐出するインクジェット記録装置において、
   このインクジェット記録装置が置かれている環境温度が所定温度より高い場合は、前記被印字媒体に１ドット分の印字をするために同じノズルから少なくとも３発のインク滴を順に吐出し、各インク滴を吐出順に前記被印字媒体に着弾させ、
   前記環境温度が前記所定温度以下である場合は、前記環境温度が前記所定温度より高い場合において１ドット分の印字をするために吐出されるインク滴の合計より少ない体積で、かつ、同数のインク滴を前記被印字媒体へ吐出し、
   さらに、１発目および２発目のインク滴を前記ノズルおよび前記被印字媒体間の空中で合体させた後に前記被印字媒体に着弾させることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記ノズルから少なくとも３発のインク滴を順に吐出させるための前記駆動信号は、
   前記環境温度が前記所定温度より高い場合は、インク滴を前記ノズルから吐出させるための印字パルスと、インク滴吐出後に前記インク流路内に残留する圧力変動を打ち消すためのキャンセルパルスとを交互に備えており、
   前記環境温度が前記所定温度以下である場合は、１発目のインク滴を前記ノズルから吐出するための印字パルスと、２発目のインク滴を前記ノズルから吐出するための印字パルスとの間に前記キャンセルパルスを備えていないことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記環境温度が前記所定温度以下である場合において吐出される前記インク滴の合計の体積は、前記環境温度が前記所定温度より高い場合に吐出される前記インク滴の合計の体積の８割〜９割であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. バーコードを前記被印字媒体に印字することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のインクジェット記録装置。

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