JP2006116705A

JP2006116705A - 液滴吐出装置及び液滴吐出制御方法

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Publication number: JP2006116705A
Application number: JP2004303810A
Authority: JP
Inventors: Osamu Shinkawa; 修新川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2006-05-11

Abstract

【課題】記録媒体の無駄を確実に防止しながらインク粘度変化に応じて安定した液滴吐出量を確保して多階調の画像形成を行う。
【解決手段】アクチュエータに駆動信号を供給してインク滴の吐出を制御する駆動制御手段が、液滴の吐出制御用駆動信号を前記アクチュエータに出力する駆動信号発生手段と前記圧力室内に残留振動を発生させる残留振動発生用駆動信号を前記アクチュエータに出力する残留振動発生手段とを兼ねる駆動信号発生回路７０と、残留振動発生手段で発生させた残留振動波形を検出する残留振動検出手段１５０と、この残留振動検出手段で検出した残留振動波形の波高値と目標波高値との偏差に基づいて前記吐出制御用駆動信号を補償する信号補償手段８０とを備えている。
【選択図】図５

Description

本発明は、インクジェットプリンタなどの液滴吐出装置及び液滴吐出制御方法に関するものである。

液滴吐出装置の１つであるインクジェットプリンタは、記録ヘッドに形成した複数のノズルからインク滴（液滴）を吐出して所定の記録媒体上に画像形成を行う。この記録ヘッドとして、アクチュエータによってノズルに連通する圧力室に圧力変動を発生させ、ノズル開口部からインク滴を吐出させるものが知られている。
このような記録ヘッドとしては、種々の方式が提案されている。これら方式は大きく分類するとピエゾ方式と膜沸騰インクジェット方式とに分類される。

ピエゾ方式は、アクチュエータであるピエゾ素子に駆動信号を与えることにより、圧力室となるキャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化でインク滴をノズルから吐出させるようにしている。
一方、膜沸騰インクジェット方式は、キャビティ内に微小ヒータを設け、この微小ヒータによってキャビティ内のインクを瞬間的に３００℃以上に加熱してインクを膜沸騰状態として気泡を生成し、この気泡による圧力変化によってノズルからインク滴を吐出させるようにしている。

このような記録ヘッドでは、各ノズルから吐出されるインク滴が記録媒体に着弾してドットを形成することにより印刷が行われる。１画素の階調表現を向上させるためには、互いに異なる複数種類のドットで１画素を記録する必要がある。多階調の印刷においては、小さいインク滴から段階的に大きなインク滴の複数種類のインク滴から選択して１画素が形成される。このような複数種類のインク滴を形成するため、記録ヘッドのアクチュエータであるピエゾ素子の駆動信号の波形を変えることによって制御することができる。しかし、インク滴を変化させると同時にインク滴の吐出速度も変化することによって制御することができる。しかし、インク滴を変化させると同時にインク滴の吐出速度も変化することや、記録ヘッドの製造バラツキや、プリンタの周囲温度の変化によって各サイズの吐出速度が変化してしまうことから、サイズの異なるドット位置が各要素において一致しなくなくなるという未解決の課題がある。

この未解決の問題を解決するために、階調ドットが記録用紙にインク滴の着弾が一致するようにするため、テストチャートに予備吐出印刷させ、これをイメージスキャナで読取りを行い自動的に駆動信号のタイミング調整するインクジェット装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−１０９３９５号公報（第１頁、図１）

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、テストチャートへの予備吐出印刷が必要であり、記録用紙を無駄に消費することになるという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、記録媒体の無駄を確実に防止しながらインク粘度変化に応じて安定した液滴吐出量を確保して多階調の画像形成を行うことができる液滴吐出装置及び液滴吐出制御方法を提供することを目的としている。

第１の発明は、内部に液体が充填された複数の圧力室と、該圧力室に個別に連通して前記液体を液滴として吐出する複数のノズルと、駆動信号の入力によって前記圧力室の圧力を変化させて前記ノズルから液滴を記録媒体に対して吐出させるアクチュエータと、該アクチュエータに駆動信号を供給して駆動制御する駆動制御手段とを有する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、前記駆動制御手段は、液滴の吐出制御用駆動信号を前記アクチュエータに出力する駆動信号発生手段と、前記圧力室内に残留振動を発生させる残留振動発生用駆動信号を前記アクチュエータに出力する残留振動発生手段と、該残留振動発生手段で発生させた残留振動波形を検出する残留振動検出手段と、該残留振動検出手段で検出した残留振動波形の波高値と目標波高値との偏差に基づいて前記吐出制御用駆動信号を補償する信号補償手段とを備えていることを特徴としている。

この第１の発明では、残留振動発生手段で液滴を吐出させるアクチュエータに対して残留振動発生用駆動信号を出力して、圧力室で残留振動を発生させ、この残留振動の波高値を残留振動検出手段で検出し、検出した波高値と目標波高値との偏差に基づいて信号補償手段で吐出制御用駆動信号を補償するようにしているので、残留振動の波高値が温度変化に比例し、インク粘度に比例していることから、インク粘度を加味した駆動信号の補償を行って安定した液滴吐出量を確保して多階調の画像形成を行うことができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記残留振動発生手段は、前記残留振動発生用駆動信号が、前記ノズルからの液滴を非吐出状態で残留振動を発生させる電圧に設定されていることを特徴としている。
この第２の発明では、残留振動発生用駆動信号がノズルからの液滴を非吐出状態で残留振動を発生させる電圧に設定されているので、インク液滴による画像形成処理に影響を与えることなく吐出制御用駆動信号を補償する補償値を設定することができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記残留振動発生用駆動信号は、液滴を吐出しないノズルの微振動用駆動信号を兼ねていることを特徴としている。
この第３の発明では、残留振動発生用駆動信号が液滴を吐出しないノズルの微振動用駆動信号を兼ねているので、液滴非吐出状態のノズルでのインクの固化を防止することができる。

第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、前記吐出制御用駆動信号は、１画素に対して時系列的に複数の階調ドットを形成し得る複数の駆動信号で形成され、各駆動信号を吐出速度が遅い順に時間順次に配列し、夫々の階調ドットの記録媒体への着弾時間が一致する吐出速度となるように各々の駆動信号の波高値が設定されていることを特徴としている。

この第４の発明では、吐出制御用駆動信号が１画素に対して複数の階調ドットを形成する複数の駆動信号を吐出速度が遅い順に時間順次に配列し、階調ドットの記録媒体への着弾時間を一致する吐出速度となるよう各々の駆動信号の波高値を設定したので、各階調ドットを形成する駆動信号を選択することにより、記録媒体に多階調ドットを形成することができる。

第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、前記残留振動検出手段は、前記アクチュエータのグランド端を接地に対して開閉するスイッチ手段と、前記グランド端の解放時に発生する残留振動の交流成分を増幅する交流増幅手段と、該交流増幅手段で増幅した残留振動のピーク波高値の保持するピークホールド手段と、該ピークホールド手段で保持されたピーク波高値をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換手段とを備えていることを特徴としている。

この第５の発明では、残留振動検出手段が、アクチュエータのグランド端を接地に対して開閉するスイッチを配設し、このスイッチによるグランド端の開放時に発生する残留振動の交流成分を交流増幅手段で増幅し、その交流増幅出力のピーク波高値をピークホールド手段で保持し、保持したピーク波高値をＡ／Ｄ変換手段でデジタルデータに変換するようにしているので、残留振動の波高値を正確に検出することができる。

第６の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、前記信号補償手段は、目標波高値と検出された残留振動の波高値とを比較して両者の偏差量を算出する偏差演算手段と、該偏差演算手段で算出した偏差量に対して少なくとも比例及び積分演算を行って補償値を出力する補償演算手段と、該補償演算手段で算出した補償値の正負の符号を判断し、その判断結果を出力する符号判定手段とを備え、該符号判定手段の判定結果を吐出制御用駆動信号発生手段に出力するように構成されていることを特徴としている。

この第６の発明では、信号補償手段が、偏差演算手段で、残留振動検出手段で検出された残留振動の波高値と目標波高値とを比較して両者の偏差量を算出し、算出した偏差量に対して補償演算手段で少なくとも比例及び積分演算を行って補償値を算出し、算出した補償値の正負の符号を符号判定手段で判定し、その判定結果及び前記補償値を吐出制御用駆動信号発生手段に出力することにより、吐出制御用駆動信号を補償値によって加減算して容易に補償することができる。

第７の発明は、第６の発明において、前記吐出制御用駆動信号発生手段は、波形データ選択部で、基準となる制御用駆動信号の波形データからオフセット値と駆動信号の振幅変化を制御する波形部分とに分離し、加減算手段で、分離された波形部分に信号補償手段から入力される符号判定結果に基づいて補償値を加減算することにより、駆動信号の補償を正確且つ容易に行うことができる。

第８の発明は、第１乃至第７の何れかの発明において、圧電式アクチュエータで構成されていることを特徴としている。
この第８の発明では、アクチュエータが圧電式アクチュエータで構成されているので、残留振動の波高値を圧電式アクチュエータの起電圧を検出することにより、容易に検出することができる。

第９の発明は、第１乃至第７の何れかの発明において、静電式アクチュエータで構成されていることを特徴としている。
この第９の発明では、アクチュエータが静電式アクチュエータで構成されているので、残留振動の波高値を、駆動振動の印加電圧を静電式アクチュエータに残存させ、この静電式アクチュエータの電極間の変位を電圧変化として検出することにより、残留振動の波高値を容易に検出することができる。

第１０の発明は、内部に液体が充填された複数の圧力室と、該圧力室に個別に連通して前記液体を液滴として吐出する複数のノズルと、駆動信号の入力によって前記圧力室の圧力を変化させて前記ノズルから液滴を記録媒体に吐出させるアクチュエータと、該アクチュエータを駆動制御する駆動制御手段とを備え、駆動制御手段によって前記アクチュエータを駆動制御することにより、前記複数のノズルから液滴を吐出するようにした液滴吐出制御方法であって、前記アクチュエータに残留振動発生用基準信号を出力して、発生する残留振動を残留振動検出手段で検出し、検出した残留振動の波高値と目標波高値との偏差に基づいて液滴を吐出制御する吐出制御用駆動信号を補償するようにしたことを特徴としている。
この第１０の発明では、前述した第１実施形態と同様に、留振動の波高値が温度変化に比例し、インク粘度に比例していることから、インク粘度を加味した駆動信号の補償を行って安定した液滴吐出量を確保して多階調の画像形成を行うことができる。

第１１の発明は、第１０の発明において、前記残留振動検出手段による残留振動の検出タイミングは、通常の液滴吐出タイミングとは異なるタイミングで実行することを特徴としている。
この第１１の発明では、ノズルからのインク液滴を吐出しない通常の液滴吐出タイミングとは異なるタイミングで残留振動の検出を行うので、吐出制御用駆動信号の補償値設定処理をインク液滴の吐出による画像形成処理に影響を与えることなく行うことができる。

第１２の発明は、第１０の発明において、前記残留振動検出手段による残留振動の検出タイミングは、電源投入時、電源投入後の一定時間経過毎及び一定枚数の記録媒体への画像形成が終了する毎の何れか１つに実施されることを特徴としている。
この第１２の発明では、電源投入時、電源投入後の一定時間経過毎及び一定枚数の記録媒体への画像形成が終了する毎の少なくとも何れか１つに残留振動の検出タイミングが設定されているので、吐出制御用駆動信号の補償値設定処理を画像形成処理に影響を与えることなく、且つ確実に行うことができ、電源投入後の一定時間経過毎及び一定枚数の記録媒体への画像形成が終了する毎に行う場合には補償値設定処理を定期的に行うことができ、温度変化によるインク粘性変化に追従した正確な補償制御を行うことができる。

以下、本発明の液滴吐出装置及び液滴吐出制御方法の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態における液滴吐出装置をインクジェットプリンタに適用した場合の概略構成を示す斜視図である。
図中、１はインクジェットプリンタであって、このインクジェットプリンタ１は、装置本体２備えており、上部後方に記録媒体としての記録用紙Ｐを載置するトレイ２１と、下部前方に記録用紙Ｐを排出する排出口２２と、上部面に操作パネル７とが設けられている。

操作パネル７は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤランプ等で構成され、液晶メッセージ等を表示する表示部（図示せず）と、各種スイッチ等で構成される操作部（図示せず）とを備えている。
また、装置本体２の内部には、主に、往復動する印字部３を備える印刷装置４と、記録用紙Ｐを１枚ずつ印刷装置４に送り込む給紙装置５と、印刷装置４及び給紙装置５を制御する制御装置６とを有している。

制御装置６の制御より、給紙装置５は、記録用紙Ｐを一枚ずつ間欠送りする。この記録用紙Ｐは、印字部３の下部近傍を通過する。このとき、印字部３が記録用紙Ｐの送り方向とは略直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。すなわち、印字手段３の往復動及び記録用紙Ｐの間欠送りが、印刷における主操作方向及び副操作方向となって、インクジェット方式の印刷が行われる。

印刷装置４は、印刷部３と、印字部３を主走査方向に移動させる駆動現となるキャリッジモータ４１と、キャリッジモータ４１の回転を受けて、印字部３を往復動させる往復動機構４２とを備えている。
印字部３は、その下部に、多数のノズル１１０を備えるインクの種類に対応した複数のヘッドユニット３５と、各ヘッドユニット３５にインクを供給する複数のインクカートリッジ３１と、各ヘッドユニット３５及びインクカートリッジ３１を搭載したキャリッジ３２とを有している。

また、ヘッドユニット３５は、図２に示すようにインクジェット式記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）１００を多数備えている。
このインクジェットヘッド１００は、図２に示すように、振動板１２１と、この振動板１２１を変位させる圧電式アクチュエータ１２２と、内部に液体であるインクが充填され振動板１２１の変位により内部の圧力が増減されるキャビティ（圧力室）１２３と、このキャビティ１２３に連通しキャビティ１２３内の圧力の増減によりインクを液滴として吐出するノズル１２４とを少なくとも備えている。

さらに詳述すると、インクジェットヘッド１００は、ノズル１２４が形成されたノズル基板１２５と、キャビティ基板１２６と、振動板１２１と、複数の圧電素子１２７を積層した積層型の圧電式アクチュエータ１２２とを備えている。
キャビティ基板１２６は、図示のように所定形状に形成され、これにより、キャビティ１２３と、これに連通するリザーバ１２８とが形成されている。また、リザーバ１２８は、インク供給チューブ１２９を介してインクカートリッジ３１に接続されている。

圧電式アクチュエータ１２２は、対向して配置される櫛歯状の電極１３１、１３２と、その電極１３１、１３２の各櫛歯と交互に配置される圧電素子１２７とからなる。また、圧電式アクチュエータ１２２は、その一端側が図２に示すように中間層１３０を介して振動板１２１と接合されている。
このような構成からなる圧電式アクチュエータ１２２では、第１電極１３１と第２電極１３２との間に印加される駆動信号源からの駆動信号により、図２に示すように上下方向に伸び縮みするモードを利用している。この圧電式アクチュエータ１２２は、圧電素子１２７が積層されているために、大きな駆動力が得られるのが特徴である。

したがって、圧電式アクチュエータ１２２では、図２に示すような駆動信号が印加されると、振動板１２１に変位が生じてキャビティ内１２３内の圧力が変化して、ノズル１２４からインク滴が吐出される。
なお、図２に示すノズル基板１２６に形成されるインクジェットヘッド１００毎のノズル１２４は、例えば図３に示すように配列されている。この図３の例では、４色のインク（イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫ）に適用した場合のノズル１２４の配列パターンを示している。

また、ヘッドユニット３５は、図１ではインクカートリッジ３１を含んだ構成を示しているが、このような構成に限定されない。例えば、インクカートリッジ３１を別に固定し、チューブなどによってヘッドユニット３５に供給されるようなものでもよい。したがって、以下において、印字部３とは別に、夫々一つの振動板１２１、静電アクチュエータ１２２、キャビティ１２３、ノズル１２４等で構成されたインクジェットヘッド１００を複数設けたものをヘッドユニットと称するものとする。

なお、インクカートリッジ３１として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のインクを充填したものを用いることにより、フルカラー印刷が可能となる。この場合、印字部３には、各色に夫々対応したヘッドユニット３５が設けられることになる。ここで、図１では、４色のインクに対応した４つのカートリッジ３１を示しているが、印字部３はその他の色、例えばライトシアン、ライトマゼンタ、ダークイエロー等のインクカートリッジ３１をさらに備えるように構成されていてもよい。

往復動機構４２は、その両端をフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸４２２と、キャリッジガイド軸４２２と平行に延在するタイミングベルト４２１とを有している。
キャリッジ３２は、往復動機構４２のキャリッジガイド軸４２２に往復動自在に支持されると共に、タイミングベルト４２１の一部に固定されている。

キャリッジモータ４１の作動により、プーリを介してタイミングベルト４２１を正逆走行させると、キャリッジガイド軸４２２に案内されて、印字部３が往復動する。そして、この往復動の際に、印刷されるイメージデータ（印刷データ、液滴吐出制御情報）に対応して、ヘッドユニット３５内における複数のインクジェットヘッド１００のノズル１２４から適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。

給紙装置５は、その駆動源となる給紙モータ５１と、給紙モータ５１の作動により回転する給紙ローラ５２とを有している。
給紙ローラ５２は、記録用紙Ｐの送り経路で記録用紙Ｐを挟んで上下に対向する従動ローラ５２ａと駆動ローラ５２ｂとで構成され、駆動ローラ５２ｂは給紙モータ５１に連結されている。これにより、給紙ローラ５２は、トレイ２１に設置した多数枚の記録用紙Ｐを、印刷装置４に向かって１枚ずつ送り込めるようになっている。なお、トレイ２１に代えて、記録用紙Ｐを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成であってもよい。

制御装置６は、例えば、パーソナルコンピュータ、ディジタルカメラ等のホストコンピュータ６０から入力された印刷データに基づいて、印刷装置４や給紙装置５等を制御することにより記録用紙Ｐに印刷処理を行うものである。
この制御装置６は、図４に示すように、ホストコンピュータ６０から入力された印刷データなどを受け取る入力インタフェース部６１と、この入力インタフェース部６１から入力された印刷データに基づいて印刷処理を実行する例えばマイクロコンピュータで構成される制御部６２と、キャリッジモータ４１を駆動制御するキャリッジモータドライバ６３と、給紙モータ５１を駆動制御する給紙モータドライバ６４と、ヘッドユニット３５を駆動制御するヘッドドライバ６５と、各ドライバ６３、６４及び６５の出力信号を外部のキャリッジモータ４１、給紙モータ５１及びヘッドユニット３５で使用する制御信号に変換して出力すると共に、ヘッドユニット３５の残留振動波形を検出する残留振動検出回路１５０で検出した波高値を制御部６２に入力する入出力インタフェース部６７とを備えている。

ここで、制御部６２は、印刷処理等の各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）６２ａと、ホストコンピュータ６０から入力インタフェース部６１を介して入力される印刷データを図示していないデータ格納領域に格納する不揮発性半導体メモリの一種であるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）６２ｂと、印刷データ印刷処理等を実行する際に各種データを一時的に格納し、或いは印刷処理等のアプリケーションプログラムを一時的に展開するＲＡＭ（Random Access Memory）６２ｃと、ＣＰＵ６２ａで実行する制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリで構成されるＲＯＭ（Read-Only Memory）６２ｄとを少なくとも備えている。

また、制御部６２には、図示しないが、例えばインクカートリッジ３１のインク残量、印字部３の位置、温度、湿度等の印刷環境等を検出可能な各種センサが、夫々電気的に接続されている。
制御部６２は、入力インタフェース部６１を介してホストコンピュータ６０から印刷データを入手すると、その印刷データをＥＥＰＲＯＭ６２ｂに格納する。そして、ＣＰＵ６２ａは、この印刷データに所定の処理を実行して、この処理データ及び各種センサからの入力データに基づいて、各ドライバ６３〜６５に制御信号を出力する。各ドライバ６３、６４及び６５から制御信号が出力されると、これらが入出力インタフェース部６７で駆動信号に変換されてヘッドユニット３５の複数のインクジェットヘッド１００に対応する圧電式アクチュエータ１２２、印刷装置４のキャリッジモータ４１及び給紙装置５が夫々作動して、記録用紙Ｐに印刷処理が実行される。

また、制御部６２は、後述する基準駆動信号及び階調信号を形成するための波形形成用データＤＡＴＡを後述する波形メモリ７０１に書込むために、書込イネーブル信号ＤＥＮと、書込クロック信号ＷＣＬＫと波形メモリ７０１の書込アドレスデータＡ０〜Ａ３とを出力して例えば１６ビットの波形形成用データＤＡＴＡを波形メモリ７０１に書込むと共に、この波形メモリ７０１に記憶された波形形成用データＤＡＴＡを読出すための読出アドレスデータＡ０〜Ａ３、波形メモリ７０１からの読出した波形形成用データをラッチするタイミングを設定する第１のクロック信号ＡＣＬＫ、ラッチした波形データを加算するためのタイミングを設定する第２のクロック信号ＣＬＫ及びラッチデータをクリアするクリア信号ＣＬＥＲをヘッドドライバ６５に出力する。

このヘッドドライバ６５は、吐出制御用駆動信号及び残留振動発生用駆動信号を含む駆動信号ＣＯＭを形成する駆動信号発生手段及び残留振動発生手段を兼ねる基準駆動信号発生回路７０と、後述する残留振動検出手段で検出した残留振動波形の波高値ＰＤＡＴＡと目標波高値との偏差に基づいて吐出制御用駆動信号ＣＯＭを補償する信号補償手段としての信号補償回路８０と、吐出制御用駆動信号ＣＯＭを選択するためのクロック信号ＳＣＫを出力する発振回路９０とを備えている。

駆動信号発生回路７０は、図５に示すように、制御部６２から入力される階調ドットに対応する複数例えば４つの吐出制御用駆動信号と、１つの残留振動発生用駆動信号とを生成するための波形形成用データＤＡＴＡを所定のアドレスに対応する記憶素子に記憶する波形メモリ７０１と、この波形メモリ７０１から読出された波形形成用データＷＤを絶対値化する絶対値回路７０２と、波形メモリ７０１から読出された波形形成用データＷＤに基づいてオフセット部と波形部とに分離判定する波形データ選択部７０３と、この波形データ選択部７０３から出力されるオフセット部及び波形部の何れの状態であるかを表す選択データ信号Ｄｓと信号補償回路８０から供給される補償値ＣＤＡＴＡとが入力されるアンドゲート７０４と、絶対値回路７０２から出力される波形形成用データＷＤの絶対値に対して補償値ＣＤＡＴＡを信号補償回路８０から供給される符号判定信号ＡＳＳＥＬに基づいて加減算する加減算器７０５とを備えている。

また、駆動信号発生回路７０は、波形メモリ７０１から出力される波形形成用データＷＤの正負の符号を判定する符号判定器７０６と、この符号判定器７０６の符号判定結果に基づいて加減算器７０５から出力される加減算値に例えば＋１又は−１を乗算することにより符号を付加して波形補償データＷＤｃを出力する符号付加器７０７と、この符号付加器７０７から出力される波形補償データＷＤｃを前述した第１のクロック信号ＡＣＬＫによってラッチするラッチ回路７０８と、このラッチ回路７０８の出力と後述するラッチ回路７１０から出力される波形生成データＷＤＡＴＡとを加算する加算器７０９と、この加算器７０９の加算出力を前述した第２のクロック信号ＣＬＫによってラッチするラッチ回路７１０と、このラッチ回路７１０から出力される波形生成データＷＤＡＴＡをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器７１１と、このＤ／Ａ変換器７１１から出力されるアナログ信号を電圧増幅する電圧増幅部７１２と、この電圧増幅部７１２の出力信号を電流増幅して基準駆動信号ＣＯＭを出力する電流増幅部７１３とを備えている。
ここで、ラッチ回路７０８及び７１０には制御部６２から出力されるクリア信号ＣＬＥＲが入力され、このクリア信号ＣＬＥＲがオフ状態となったときに、ラッチデータがクリアされる。

また、波形データ選択部７０３は、図６に示すように、波形メモリ７０１からの読出しアドレス番号Ａ０〜Ａ３と制御部６２で設定する所望の波形部を表すアドレス番号Ａ０〜Ａ３との一致を検出し、両者が一致したときに例えば論理値“１”の比較信号を出力する一致比較器７２１ａ〜７２１ｄと、これら一致比較器７２１ａ〜７２１ｄから出力される比較信号が入力されるオアゲート７２２と、このオアゲート７２２の出力信号が一方の入力側に入力され、他方の入力側に第１のクロック信号ＢＣＬＫがインバータ７２３で反転されて入力されるアンドゲート７２４と、オアゲート７２２の出力信号が一方の入力側に他方の入力側に前述したインバータ７２３の出力信号が入力されたオアゲート７２５と、このオアゲート７２５の出力信号が一方の入力端に、他方の入力端にクリア信号ＣＬＥＲが入力されたアンドゲート７２６と、アンドゲート７２４の出力信号がクロック入力端ＣＫに入力され、アンドゲート７２６の出力信号がリセット端子に入力されたＤ型フリップフロップで構成されるラッチ回路７２７とを備えている。そして、ラッチ回路７２７の出力端Ｑからオフセット部及び波形部の何れの状態であるかを表す選択データ信号Ｄｓがアンドゲート７０４に出力される。

信号補償回路８０は、図７に示すように、制御部６２から入力される目標波高値ＴＤＡＴＡと後述する残留振動検出回路１５０から入力される残留振動の波高値ＰＤＡＴＡとが入力され、これらの偏差εを出力する比較偏差演算器８１と、この比較偏差演算器８１から出力される偏差εが入力されるＰＩＤ演算器８２と、このＰＩＤ演算器から出力される補償値ＣＤＡＴＡの符号を判定して符号判定信号ＡＳＳＥＬを出力する符号判定器８３とを備えている。

ＰＩＤ演算器８２は、夫々偏差εが入力される比例演算を行う比例演算器８２ａ、積分演算を行う積分演算器８２ｂ、及び微分演算を行う微分演算器８２ｃと、これら各演算器８２ａ、８２ｂ及び８２ｃの演算出力に個別に比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ及び微分ゲインＫｄを乗算する乗算器８２ｄ、８２ｅ及び８２ｅと、各乗算器８２ｄ乃至８２ｅから出力される乗算出力を加算して補償値ＣＤＡＴＡを算出する加算器８２ｆとを備えている。加算器８２ｆから出力される補償値ＣＤＡＴＡは下記（１）式で表される。
ＣＤＡＴＡ＝Ｋｐ・ε＋(Ｋｉ／Ｔｉ)∫εｄｔ＋Ｋｄ・Ｔｄ(ｄε／ｄｔ)……（１）
ここで、Ｔｉは積分時間、Ｔｐは微分時間である。

また、入出力インタフェース部６７は、基準駆動信号発生回路７０から出力される吐出制御用駆動信号ＣＯＭ及び発振回路９０から出力されるクロック信号ＳＣＬＫをそのままヘッドユニット３５に出力すると共に、制御部６２から印刷データに応じて出力される吐出制御用駆動信号ＣＯＭに対するノズル毎の駆動信号選択信号ＳＩ、この駆動信号選択信号ＳＩをラッチするためのラッチ信号ＬＡＴをヘッドユニット３５に出力すると共に、後述する残留振動検出回路１５０から出力される残留振動検出信号の波高値ＰＤＡＴＡを信号補償回路８０に出力する。

また、ヘッドユニット３５は、図８に示すように、所定数のノズル単位で、各ノズル１２４に対応する圧電アクチュエータ１２２の第１の電極１３１に駆動信号ＣＯＭを供給するか否かを選択する選択スイッチ２０１を有すると共に、この選択スイッチ２０１を選択制御する駆動信号選択制御回路２１０を有する。ここで、圧電アクチュエータ１２２の第２の電極１３２は後述する残留振動検出回路１５０に接続されている。

駆動信号選択制御回路２１０は、図８に示すように、入出力インタフェース部６７から所定数の圧電アクチュエータ１２２に対する駆動信号選択信号ＳＩがシリアルデータとして供給され、クロック信号ＳＣＫによって順次シフトするシフトレジスタ２１１と、このシフトレジスタ２１１に格納された駆動信号選択信号ＳＬｂをラッチ信号ＬＡＴによってパラレル信号としてラッチするラッチ回路２１２と、このラッチ回路２１２のラッチ出力を第１の選択スイッチ２０１で必要とする電圧に変換するレベルシフタ２１３とで構成されている。

一方、前述したように、インクジェットヘッド１００からインク液滴を吐出されるアクチュエータとして圧電式アクチュエータ１２２を適用した場合には、第１電極１３１と第２電極１３２との間に印加される駆動信号源からの駆動信号により、図２に示すように上下方向に伸び縮みするモードを利用して、図２に示すような駆動信号を印加すると、振動板１２１に変位が生じてキャビティ内１２３内の圧力が変化して、ノズル１２４からインク滴が吐出されるものであるが、このときの駆動信号によって振動板１２１に残留振動が発生し、この残留振動によって圧電式アクチュエータ１２２に残留振動に応じた起電圧が発生する。

この圧電式アクチュエータ１２２で生じる発生残留振動に応じた起電圧を残留振動検出手段としての残留振動検出回路１５０で検出する。この残留振動検出回路１５０は、図８に示すように、各圧電式アクチュエータ１２２の第２の電極１３２がコレクタに接続され、エミッタがグランド端に接地され、ベースに制御部６２から供給される選択信号ＤＳＥＬが入力された開閉スイッチを構成するスイッチング素子１５１と、このスイッチング素子１５１のコレクタに接続された交流増幅器１５２と、この交流増幅器１５２の交流増幅出力のピーク波高値ＰＶを保持するピークホールド回路１５３と、このピークホールド回路１５３に保持されたピーク波高値ＰＶをデジタルデータに変換してピーク波高値データＰＤＡＴＡを出力するＡ／Ｄ変換器１５４とを備えている。

ここで、交流増幅器１５２は、圧電式アクチュエータ１２２の起電圧の直流分を除去する直流分除去用コンデンサＣと、入力抵抗Ｒ１及び帰還抵抗Ｒ２及び参照電圧を与える直流電源ＤＣとを備えたオペアンプＯＰとで構成されている。
そして、印刷データに基づいてインク液滴を吐出するための吐出制御用駆動信号及び残留振動発生用駆動信号を含む駆動信号ＣＯＭを圧電式アクチュエータ１２２の第１の電極１３１に印加される状態では、制御部６２から出力される選択信号ＤＳＥＬがハイレベルに制御されて、スイッチング素子１５１がオン状態となって各圧電式アクチュエータ１２２の第２の電極１３２がスイッチ素子１５１を介してグランド端に接続される。このため、インク液滴吐出制御時には圧電式アクチュエータ１２２への吐出制御用駆動信号の印加電圧に応じて振動板１２１が上下に振動してキャビティ１２３の容積変化によってノズル１２４からインク液滴が吐出され、残留振動検出時には残留振動発生用駆動信号がインク液滴がノズル１２４から吐出されない程度の電圧に設定されて、これによってキャビティ１２３内に圧力変化を生じる。

そして、残留振動発生用駆動信号の圧電式アクチュエータ１２２にする印加が終了した直後に制御部６２で選択信号ＤＳＥＬをローレベルに反転されることにより、スイッチング素子１５１がオフ状態となり、残留振動発生用駆動信号によって発生される残留振動による圧電式アクチュエータ１２２の起電圧が交流増幅器１５２に供給され、この交流増幅器１５２で増幅されてピークホールド回路１５３に供給され、このピークホールド回路１５３でピーク波高値ＰＶが保持され、保持されたピーク波高値ＰＶがＡ／Ｄ変換器１５４でデジタルデータに変換されてピーク波高値データＰＤＡＴＡとして入出力インタフェース部６７を介して信号補償回路８０に供給される。

ここで、圧電式アクチュエータ１２２から出力される残留振動に基づく起電圧は、図９に示すように、インク温度に依存した波形を示し、インク温度が例えば５℃である状態では、ピーク波高値が一番低く、これからインク温度が２０℃、３０℃及び４５℃に増加するに応じてピーク波高値も徐々に高くなる。したがって、残留振動を検出することにより、インク温度即ちインク粘度を検出することができ、残留振動検出回路１５０から出力されるピーク波高値データＰＤＡＴＡがインク粘度を表すことになる。このとき、インク温度が低いときにはインク粘度が高くなり、ノズル１２４から吐出されるインク液滴の吐出速度が遅くなり、逆インク温度が高いときにはインク粘度が低くなり、ノズル１２４から吐出されるインク液滴の吐出速度が速くなる。

ところで、圧電式アクチュエータ１２２に印加する駆動電圧とインク吐出重量との関係は、図１０に示すように、駆動電圧が低いときにはインク吐出重量も軽く、駆動電圧が増加するにつれてインク吐出重量も増加する比例関係にある。
また、圧電式アクチュエータ１２２に印加する駆動電圧とインク吐出初速度との関係は、図１１に示すように駆動電圧が低いときにはインク吐出初速度も遅く、駆動電圧が増加するにつれてインク吐出初速度も増加する比例関係にある。
さらに、圧電式アクチュエータ１２２に印加する駆動電圧と残留振動のピーク波高値（電圧）との関係は、図１２に示すように、駆動電圧が低いときには残留振動のピーク波高値も低く、駆動電圧が増加するにつれて残留振動のピーク波高値も高くなる。

したがって、インク吐出重量で多階調ドットを形成するためには、例えば図１３に示すように、駆動電圧が徐々に大きくなる４つの階調駆動信号を設定し、これら階調駆動信号は夫々駆動電圧が異なるためインク吐出初速度も異なることから、記録用紙Ｐへの着弾位置を一致させるためには、図１３に示すように、１画素を構成する区間内で、インク吐出初速度の遅い順即ち駆動電圧が低い順に時系列的に配列し、これら４つの階調駆動信号の内１つ又は複数を選択することにより、８〜９段階の階調ドットを記録用紙Ｐ上に形成することができる。また、残留振動検出用の検出信号としてＷｅを設定している。Ｗｅは、キャビティ内に検出可能な残留振動が発生させる検出用の駆動波形である。場合によっては、インクを吐出させない程度の駆動波形でも良く、ノズルのインク増粘、乾燥を防止させるためキャビティ内を微振動させる微振動用の駆動波形と併用しても良い。

仮に、階調駆動信号を図１３に示すように等配置間隔Ｔｗ（ｓｅｃ）で配置し、最初の初期駆動波形Ｗ０の液滴吐出初速度をＶ０（ｍ／ｓ）、ノズル１２４と記録用紙Ｐ間のギャップをｇ（ｍ）とすると、各階調ドットを生成する駆動波形Ｗｎ（ｎ：１〜ｋの整数）のインク吐出初速度Ｖｎは下記（２）式で表すことができる。
Ｖｎ＝ｇ／｛（ｇ／Ｖ０）−（ｎ×Ｔｗ）｝ …………（２）
このため、上記（２）式に基づいて各駆動波形Ｗ１〜Ｗ３のインク吐出初速度Ｖ１〜Ｖ３を算出し、これらインク吐出初速度Ｖ１〜Ｖ３に応じて階調駆動信号の電圧（振幅）を設定する。

そして、制御部６２では、インクジェットプリンタ１の電源が投入されると、図１４に示す印刷制御処理を実行する。この印刷制御処理では、先ず、ステップＳ１で、後述する補償処理タイミング監視処理で駆動信号の補償値を算出する補償処理を開始するタイミングであることを表す補償処理開始フラグＦＳが“１”にセットされているか否かを判定し、補償処理開始フラグＦＳが“０”にリセットされているときには後述するステップＳ５にジャンプし、補償処理開始フラグＦＳが“１”にセットされているときにはステップＳ２に移行して、ホストコンピュータ６０から入力された印刷データが存在するか否かを判定し、印刷データが存在しないときには後述するステップＳ１０に移行し、印刷データが存在する場合にはステップＳ３に移行する。

このステップＳ３では、１枚の印刷用紙Ｐの印刷が完了した時点であるか否かを判定し、印刷が完了した時点であるときには後述するステップＳ１０に移行し、印刷用紙Ｐが印刷中であるときにはステップＳ４に移行して、１画素のドット形成周期における駆動信号の出力完了時であるか否かを判定し、駆動信号の出力完了時であるときには後述するステップＳ１０に移行し、駆動信号の出力完了時ではないときにはステップＳ６移行する。

一方、ステップＳ１の判定結果が、補償処理開始フラグＦＳが“０”にリセットされているときにはステップＳ５に移行して、ホストコンピュータ６０から入力された印刷データが存在するか否かを判定し、印刷データが存在しない場合には前記ステップＳ１に戻り、印刷データが存在する場合にはステップＳ６に移行する。
ステップＳ６では、残留振動検出回路１５０のスイッチング素子１５１に対する選択信号ＤＳＥＬをハイレベルとし、次いでステップＳ７に移行して、印刷処理を実行する。この印刷処理は、画像データに基づいてヘッドや、紙送り等を制御する一連の動作を示しており、ここでは、画像データに基づいて印刷処理が行われている。

次いで、ステップＳ８に移行して、印刷処理が終了したか否かを判定し、印刷処理が終了していないときには前記ステップＳ１に戻り、印刷処理が終了したときにはステップＳ９に移行して、電源がオフ状態となったか否かを判定し、電源がオン状態を継続しているときには前記ステップＳ１に戻り、電源がオフ状態であるときには印刷処理を終了する。

一方、前記ステップＳ２の判定結果が、印刷データが存在しないとき、ステップＳ３の判定結果が、１枚の印刷用紙の印刷完了時であるとき、ステップＳ４の判定結果が駆動信号の出力完了時であるときには、ステップＳ１０に移行して、スイッチング素子１５１に対してハイレベルの選択信号ＤＳＥＬを出力し、次いでステップＳ１１に移行して、残留振動を発生させるノズルを選択するためシリアルデータの選択信号ＳＩをクロックＳＣＫに同期して駆動信号選択制御回路２１０に入力してからステップ１２に移行する。

このステップ１２では、残留振動を発生させるための駆動信号を生成し、残留振動検出用の駆動波形Ｗｅを選択出力してステップ１３に移行する。ステップ１３では、検出信号Ｗｅの出力が終了した時点を判断し、終了したらステップ１４に移行し、残留振動検出回路１５０のスイッチング素子１５１に対してローレベルの選択信号ＤＳＥＬを出力し、次いでステップＳ１５に移行して、残留振動検出回路１５０によって残留振動波形を検出し、残留振動波形のピーク波高値をデジタルデータに変換してＰＤＡＴＡとして出力し、ステップ１６に移行する。

このステップＳ１６では、読込んだピーク波高値ＰＤＡＴＡが目標ピーク波高値ＴＤＡＴＡとの偏差εを算出し、次いでステップＳ１７に移行して、算出した偏差εが所定の整定範囲内の値であるか否かを判定し、整定範囲内であるときには前記ステップＳ１に戻り、整定範囲外であるときには前記ステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８では、偏差εをＰＩＤ演算器で演算し演算結果として補償値ＣＤＡＴＡ、ＣＤＡＴＡの正負の判定結果をＡＳ＿ＳＥＬとして出力し、ステップＳ１０に戻る。尚、ＣＤＡＴＡ、及びＡＳ＿ＳＥＬはステップＳ１２の駆動信号生成にフィードバックされ駆動信号の補償処理に使用される。

図１５の駆動信号発生処理では、先ず、ステップＳ６１で、クロック信号ＣＬＫに同期して波形メモリ７０１から波形データＷＤを読出し、次いでステップＳ２２に移行して、波形データＷＤのアドレスが波形部のアドレスであるか否かを判定し、波形部のアドレスではなくオフセット部のアドレスであるときは後述するステップＳ６６にジャンプし、波形部のアドレスであるときにはステップＳ６３に移行して、図２５の信号補償処理で算出される補償値データＣＤＡＴＡの符号判定フラグＦＣが“１”にセットされているか否かを判定し、符号判定フラグＦＣが“１”にセットされているときには符号が正であるものと判断してステップＳ６４に移行して波形データＷＤの絶対値に補償値データＣＤＡＴＡの絶対値を加算した値に波形データＷＤの符号を付加した補償波形データＷＤｃを算出してからステップＳ６６に移行し、補償値データＣＤＡＴＡの符号判定フラグＦＣが“０”にリセットされているときには符号が負であるものと判断してステップＳ６５に移行して、波形データＷＤの絶対値に補償値データＣＤＡＴＡの絶対値を加算した値に波形データＷＤの符号を付加した補償波形データＷＤｃを算出してからステップＳ６６に移行する。ステップＳ６６では、オフセットデータ又は補償波形データＷＤｃをＤ／Ａ変換してアナログ駆動信号に変換し、これを電圧増幅器７１２に出力し、次いでステップＳ６７に移行して全波形生成が終了したか否かを判定し、終了していないときには前記ステップＳ６１に戻り、全波形生成が終了したときには１画素分の駆動信号の生成を終了する。

また、補償処理タイミング監視処理は、図１６に示すように、電源が投入されたときに実行開始され、先ず、ステップＳ４１で、補償処理開始フラグＦＳを“１”にセットしてからステップＳ４２に移行し、信号補償回路８０から補償値ＣＤＡＴＡが出力されたか否かを判定し、補償値ＣＤＡＴＡが出力されていないときにはこれが出力されるまで待機し、補償値ＣＤＡＴＡが出力されたときにはステップＳ４３に移行する。

このステップＳ４３では、補償処理開始フラグＦＳを“０”にリセットしてからステップＳ４４に移行し、次の補償処理開始までの設定時間をプリセットしたタイマをスタートさせ、次いでステップＳ４５に移行して、印刷枚数をプリセットし記録用紙を１枚印刷する毎に減算カウントするカウンタをスタートさせてからステップＳ４６に移行する。
このステップＳ４６では、タイマがタイムアップしたか否かを判定しタイムアップしていないときにはステップＳ４７に移行してカウンタのカウント値が“０”となったか否かを判定し、カウント値が“１”以上であるときには前記ステップＳ４６に戻る。

一方、ステップＳ４６の判定結果が、タイマがタイムアップしたものであるときにはステップＳ４８に移行して、補償処理開始フラグＦＳを“１”にセットし、次いでステップＳ４９に移行して、信号補償回路８０から補償値ＣＤＡＴＡが出力されたか否かを判定し、補償値ＣＤＡＴＡが出力されていないときにはこれが出力されるまで待機し、補償値ＣＤＡＴＡが出力されたときにはステップＳ５０に移行して、補償処理開始フラグＦＳを“０”にリセットしてからステップＳ５１に移行して、タイマを再スタートしてから前記ステップＳ４６に戻る。

また、前記ステップＳ４７の判定結果が、カウンタのカウント値が“０”となったものであるときにはステップＳ５２に移行して、補償処理開始フラグＦＳを“１”にセットし、次いでステップＳ５３に移行して、信号補償回路８０から補償値ＣＤＡＴＡが出力されたか否かを判定し、補償値ＣＤＡＴＡが出力されていないときにはこれが出力されるまで待機し、補償値ＣＤＡＴＡが出力されたときにはステップＳ５４に移行して、補償処理開始フラグＦＳを“０”にリセットしてからステップＳ５５に移行して、カウンタを再スタートさせてから前記ステップＳ４６に移行する。

インクの温度変化による駆動信号の補正は、図１４に示すように非印刷処理のタイミングで所望の整定範囲に入るまで、残留振動の検出結果が駆動信号の生成にフィードバックされる。尚、整定時の補償結果は、図７のＰＩＤ演算器の積分器に保存されＣＤＡＴＡとして出力されている。従って、整定後ステップＳ７の印刷処理のインク吐出動作では、整定後の補償値で駆動波形が随時生成され印刷が行われている。
そして、図１４の処理において、ステップＳ５〜Ｓ９の処理及び図１５の処理と駆動信号発生回路７０とが駆動信号発生手段に対応し、図１４のステップＳ１０〜Ｓ１３の処理と駆動信号発生回路７０とで残留振動発生手段に対応している。図１４のステップＳ１５〜Ｓ１７の処理、図１６の処理及び信号処理回路８０が信号補償手段に対応している。

次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。
今、インクジェットプリンタ１の電源を投入すると、先ず、制御部６２のＣＰＵ６２ａで初期化処理が行われ、駆動信号発生回路７０の波形メモリ７０１に対する駆動信号波形データの書込みが行われる。この駆動信号波形データの書込みは、図１７に示すように、アドレスを指定した状態で、１６ビットの波形データＤＡＴＡを出力し、これと同時に書込クロック信号ＷＣＬＫを出力し、イネーブル信号ＤＥＮの発生により、波形メモリ７０１のアドレスＡ０〜Ａ３に対応するメモリ素子に夫々波形データが格納される。このとき、波形データの最上位ビットＭＳＢは正負の符号を表す符号ビットとして使用される。そして、この実施形態では、波形メモリ７０１のアドレスＡ０に“０”の波形データが格納され、アドレスＡ１に吐出制御用駆動信号の初期増加量を設定する＋ΔＶ１が設定され、アドレスＡ２に吐出制御用駆動信号の初期増加を終了した後の減少量を設定する−ΔＶ２が設定され、アドレスＡ３には吐出制御用駆動信号の減少後の初期状態復帰増加量を設定する＋ΔＶ３が設定され、これらが｜ΔＶ１｜＝｜ΔＶ２｜、＋ΔＶ１＞＋ΔＶ３の関係に設定されている。また、アドレスＥ０に“０”の波形データが格納され、アドレスＥ１に残留振動発生用駆動信号の初期増加量を設定する＋ΔＶＥ１が設定され、アドレスＥ２に残留振動発生用駆動信号の初期増加を終了した後の初期状態復帰減少量を設定する−ΔＶＥ２が設定され、これらが｜ΔＶＥ１｜＝｜ΔＶＥ２｜の関係に設定されている。

この初期化処理が完了した後に、制御部６２のＣＰＵ６２ａで、図１４の印刷制御処理及び図１６の補償処理タイミング監視処理が実行開始される。
このとき、補償処理タイミング監視処理では、ステップＳ４１で補償処理監視フラグＦＳが“１”にセットされることにより、図１４の印刷制御処理では、ステップＳ１からステップＳ２を経てステップＳ１０に移行して補償値算出処理が開始される。

この補償値算出処理では、先ず、信号補償回路８０のスイッチング素子１５１に対してハイレベルの選択信号ＤＳＥＬを出力して、このスイッチング素子１５１をオン状態として各圧電式アクチュエータ１２２の第２の電極１３２をグランド端に接続する（ステップＳ１０）。
この状態で、補償値算出のための残留振動を発生させるノズルを選択して選択信号ＳＩをクロック信号ＳＣＫに同期させて駆動信号選択制御回路２１０のシフトレジスタ２１１に出力し、シフトレジスタ２１１への書込みが完了したらラッチ信号ＬＡＴを出力して、必要な選択スイッチ２０１をオン状態とする（ステップＳ１１）。

次いで、必要に応じてクリア信号ＣＬＥＲを駆動信号発生回路７０に出力してから駆動信号発生回路７０の波形メモリ７０１に対して残留振動発生用駆動信号の波形データを読出す読出アドレスＡ０〜Ａ３を所定の駆動信号波形を形成するように順次出力すると共に、クロック信号ＣＬＫ、第１のクロック信号ＡＣＬＫを駆動信号発生回路７０に出力して、この駆動信号発生回路７０でインクジェットヘッド１００のノズル１２４からインク滴が吐出されない程度の最大電圧となる残留振動発生用駆動信号（検出信号）を選択スイッチ２０１に出力する（ステップＳ１２）。

このときの波形データの読出処理は、先ず、図１８（ａ）に示すように、時点ｔ１で、制御部６２からクリア信号ＣＬＥＲを駆動信号発生回路７０に出力して、駆動信号発生回路７０のラッチ回路７０８及び７１０のラッチデータがクリアされた後、所定のアドレス指定が行われ駆動信号ＣＯＭの所望のオフセット電圧Ｖ_0FFに設定される。次いで、時点ｔ２で、図１８（ｄ）に示すように、第２のクロック信号ＣＬＫが駆動信号発生回路７０のラッチ回路７１０に供給されるが、この時点では新たなアドレス指定が行われていないので、電流増幅部７１３から出力される駆動信号ＣＯＭは、図１８（ｅ）に示すようにオフセット電圧Ｖ_OFFを維持している。

次いで、時点ｔ３で、制御部６２によってアドレスＥ１が指定され、その後、時点ｔ４で図１８（ｃ）に示すように第１のクロック信号ＡＣＬＫが立ち上がると、波形メモリ７０１から読出されたアドレスＡ１の波形データ＋ΔＶ１の絶対値と初期状態で“０”を示す補償値ＣＤＡＴＡとが加減算器７０５で加算され、その加算値に符号付加器７０７で波形メモリ７０１で読出した波形形成データＷＤの符号を付加して駆動補償波形データＷＤｃとし、この駆動補償波形データＷＤｃがラッチ回路７０８にラッチされ、これが加算器７０９に供給され、この加算器７０９に入力されているラッチ回路７１０のラッチ出力がオフセット電圧Ｖ_OFFを維持しているので、加算器７０９の加算値はオフセット電圧Ｖ_OFFに＋ΔＶ１を加算した値となり、この加算値が第２のクロック信号ＣＬＫが立ち上がる時点ｔ５でラッチ回路７１０にラッチされ、このラッチ回路７１０からＶ_OFF＋ΔＶ１の駆動信号波形データＷＤＡＴＡが出力される。

このため、駆動信号波形データＷＤＡＴＡがＤ／Ａ変換器７１１でアナログ信号に変換され、電圧増幅部７１２で電圧増幅された後、電流増幅部７１３で電流増幅されて残留振動発生用駆動信号として出力され、これがアクチュエータ１２２の一方の入力端としての第１の電極１３１に供給される。
その後、時点ｔ６で波形メモリ７０１のアドレスがＡ０に変更されるが、第１のクロック信号ＡＣＬＫが立ち上がることはないので、ラッチ回路７０８は前回のラッチ信号を維持することにより、前述した時点ｔ５のラッチ回路７１０のラッチ時点で基準駆動信号波形データがＶ_OFF＋ΔＶ１となった時点で、加算器７０８の加算値はＶ_OFF＋２ΔＶ１となっており、これが第２のクロック信号ＣＬＫが立ち上がる時点ｔ７でラッチ回路７１０にラッチされて、このラッチ回路７１０から図１８（ｅ）に示すようにＶ_OFF＋２ΔＶ１の駆動信号波形データＷＤＡＴＡが出力される。

その後、第２のクロック信号ＣＬＫが立ち上がるｔ８でラッチ回路７１０がラッチすることにより、駆動信号波形データＷＤＡＴＡが図１８（ｅ）に示すようにＶ_OFF＋３ΔＶ１となり、その後、時点ｔ９で第１のクロック信号ＡＣＬＫが立ち上がることにより、アドレスＥ０の波形データ“０”がラッチ回路７０８にラッチされるが、波形データが“０”であるので、加算器７０９の加算値は変更されない。

その後、時点ｔ１０でアドレスデータＥ２が出力され、波形メモリ７０１から−ΔＶ２の波形データが読出され、これが時点ｔ１１で第１のクロック信号ＡＣＬＫが立ち上がることによりラッチ回路７０８にラッチされる。
このため、加算器７０９の出力はＶ_OFF＋３ΔＶ１−ΔＶ２となり、これが第２のクロック信号ＣＬＫが立ち上がる時点ｔ１２でラッチ回路７１０にラッチされることにより、駆動信号波形データＷＤＡＴＡが図１８（ｅ）に示すように減少を開始する。

その後、時点ｔ１５まで基準駆動信号波形データＷＤＡＴＡ及び残留振動発生用駆動信号の減少状態を継続して加算器７０９の出力はＶ_OFF＋３ΔＶ１−３ΔＶ２となって時点ｔ１〜ｔ４間と同じオフセット電圧Ｖ_OFFに復帰する。
この時点ｔ１５で波形メモリ７０１のアドレスがＡ０に変更され、時点ｔ１６で第１のクロック信号ＡＣＬＫが立ち上がるが、波形データが“０”であるので、オフセット電圧Ｖ_OFFを維持する。
このように駆動信号発生回路７０から残留振動発生用駆動信号Ｗｅが出力されるので、この残留振動発生用駆動信号Ｗｅがオン状態に制御されている選択スイッチ２０１を通じて圧電式アクチュエータ１２２に図１９（ａ）に示すように供給される。

この残留振動発生用駆動信号Ｗｅの出力が完了すると、選択信号ＤＳＥＬが図１９（ｂ）に示すようにローレベルに反転される（ステップＳ１４）。このため、スイッチング素子１５１がオフ状態となって、残留振動発生用駆動信号Ｗｅによって発生する残留振動に応じて圧電式アクチュエータ１２２で発生する起電圧が交流増幅器１５２に供給されて増幅され、この交流増幅器１５２から図１９（ｃ）に示すように残留振動検出信号の増幅信号ＶＯＵＴが出力される。そして、この増幅信号ＶＯＵＴがピークホールド回路１５３に供給されることにより、このピークホールド回路１５３で増幅信号ＶＯＵＴのピーク波高値ＰＶを保持し、保持したピーク波高値ＰＶをＡ／Ｄ変換器１５４に供給することにより、このＡ／Ｄ変換器１５４からピーク波高値データＰＤＡＴＡが出力される（ステップＳ１５）。

このＡ／Ｄ変化器１５４から出力されるピーク波高値データＰＤＡＴＡは、入出力インタフェース部６７を介して信号補償回路８０に入力される。このため、信号補償回路８０では、比較偏差演算器８１で目標波高値データＴＤＡＴＡからピーク波高値データＰＤＡＴＡを減算して偏差εを算出し（ステップＳ１６）、算出した偏差εが仮に、インク温度が低く偏差εが正値で比較的大きな値である場合には整定範囲外となる、この場合は駆動信号を修正する必要があるため算出した偏差εをＰＩＤ演算器８２に供給することにより、前述した（１）式で表されるＰＩＤ演算を行って補償値ＣＤＡＴＡを算出する。

上述したように、インク温度が低いものとすると、残留振動検出回路１５０で検出されたピーク波高値データＰＤＡＴＡが目標波高値データＴＤＡＴＡより小さくなり、両者の偏差εは正値の比較的大きな値となる。このため、符号判定器８３から正値を表す例えば論理値“１”の符号判定信号ＡＳ＿ＳＥＬを駆動信号発生回路７０の加減算器７０５に加算指令として供給し、この加減算器７０５が加算処理に設定される。また、信号補償回路８０から出力される補償値ＣＤＡＴＡはその絶対値が駆動信号発生回路７０のアンドゲート７０４に供給される。このように最適な補償値が得られるまで、ステップＳ１０に戻って偏差εが整定範囲に入るまで行われる。

このとき、波形メモリ７０１に読出アドレスＡ０〜Ａ３を所定順序で供給し、波形データＷＤを読み出す状態となると、波形データ選択部７０３から出力される選択データ信号Ｄｓがハイレベルとなり、これによってアンドゲート７０４が開いて、信号補償回路８０で算出された補償値データＣＤＡＴＡが加減算器７０５に供給されて波形メモリ７０１から読出された波形データＷｅに加算される。このため、残留振動発生用駆動信号Ｗｅは図１８（ｆ）に示すように、前述した電源投入直後の残留振動発生用駆動信号Ｗｅに対して補償値ＣＤＡＴＡ分増加され、これが選択スイッチ２０１を介して圧電式アクチュエータ１２２に供給されるので、この圧電式アクチュエータ１２２の伸縮量が増加し、これによって振動板１２１の変位が大きくなることから発生する残留振動も増加する。

このため、残留振動検出回路１５０で検出されるピーク波高値データＰＤＡＴＡが増加して、目標波高値データＴＤＡＴＡに近づいて、両者の偏差εが整定範囲内となると、図１４の印刷制御処理でステップＳ１４からステップＳ１に戻って、補償値算出処理を終了する。
このように、補償値算出処理が終了されると、図１６に示す補償値処理タイミング監視処理で、信号補償回路８０から補償値ＣＤＡＴＡが出力された時点で補償処理開始フラグＦＳが“０”にリセットされるので（ステップＳ４３）、図１４に示す印刷制御処理で、ステップＳ１からステップＳ２に移行し、ホストコンピュータ６０から印刷データが入力されているか否かを判定し、印刷データが入力されていないときにはステップＳ１に戻ることを繰り返す。

この状態で、ホストコンピュータ６０から階調データを含む印刷データが入力インクジェット回路６１を介して制御部６２に入力されると、この印刷データがＥＥＰＲＯＭ６２ｂに記憶される。
このように、印刷データがＥＥＰＲＯＭ６２ｂに記憶されると、図１４の印刷制御処理で、ステップＳ２からステップＳ３に移行して、印刷処理を開始する。この印刷処理では、先ず、図示しない給紙処理によって、給紙モータドライバ６４に対して給紙指令を出力する。

これによって、給紙モータ５１を回転駆動してトレイ２１に載置された記録用紙Ｐを１枚だけ印刷部３に給紙を開始する。そして、記録用紙Ｐの印刷開始領域がヘッドユニット３５のノズル位置に達すると、ノズルからインクが吐出し印刷動作が実行される。
このため、印刷データに含まれる階調データに基づいてインク滴を吐出するアクチュエータ１２２に必要な吐出制御駆動信号を選択する駆動信号選択信号ＳＩがノズル毎に順次シリアルデータとして駆動信号選択制御回路２１０に出力されると共に、クロック信号ＳＣＫが基準駆動信号選択制御回路２１０に出力される。

このため、基準駆動信号選択制御回路２１０のシフトレジスタ２１１に駆動信号選択信号ＳＩが順次格納され、全てのノズル１２４の駆動信号選択信号ＳＩが格納されると、ラッチ信号ＬＡＴが出力されて、ラッチ回路２１２に駆動信号選択信号ＳＩがラッチされ、ラッチされた基準駆動信号選択信号ＳＩがレベルシフタで第１の選択スイッチ２０１を作動させるために必要とする電圧に変換されて、第１の選択スイッチ２０１に供給されるので、印刷データに基づいてインク滴を吐出するノズル１２４に対応する第１の選択スイッチ２０１がオン状態に制御される。また、第１の選択スイッチ２０１は必要な駆動波形も同時に選択している。駆動信号選択信号ＳＩは、ノズル数に対して数ビット分のデータが送信されており、ノズル毎に送信されたＳＩのビットデータにより、図１３のような時系列的に連結された複数の駆動波形を含んだ駆動信号から必要な駆動波形を選択し各階調の駆動信号をヘッドアクチェータに出力している。

このようにして、駆動信号選択制御回路２１０に対する駆動信号選択信号ＳＩの設定が完了すると、ヘッドドライバ６５に対して吐出制御用駆動信号を出力する信号出力指令を出力する。
この信号出力指令がヘッドドライバ６５に入力されると、駆動信号発生回路７０で波形メモリ７０１に格納されている第１の階調駆動信号波形データの読出処理が行われる。こ第１の階調駆動信号波形データは、前述した残留振動検出用波形データと同様に波形メモリ７０１から読み出すものであるが、残留振動検出用波形データとは値が異なるだけであるので、説明を簡単にするために同一アドレスＡ０〜Ａ３を使用して説明する。

ここで、駆動信号発生回路７０から出力される吐出制御用駆動信号Ｗ０は、図２０（ａ）に示すように、時点ｔ１で、制御部６２からクリア信号ＣＬＥＲを駆動信号発生回路７０に出力して、駆動信号発生回路７０のラッチ回路７０８及び７１０のラッチデータがクリアされた後、所定のアドレス指定が行われ吐出制御用駆動信号Ｗ０の所望のオフセット電圧Ｖ_0FFに設定される。次いで、時点ｔ２で、図２０（ｄ）に示すように、第２のクロック信号ＣＬＫが駆動信号発生回路７０のラッチ回路７１０に供給されるが、この時点では新たなアドレス指定が行われていないので、電流増幅部７１３から出力される第１の階調駆動信号Ｗ０は、図２０（ｅ）〜（ｇ）に示すようにオフセット電圧Ｖ_OFFを維持している。

次いで、時点ｔ３で、制御部６２によってアドレスＡ１が指定され、その後、時点ｔ４で図２０（ｃ）に示すように第１のクロック信号ＡＣＬＫが立ち上がると、波形メモリ７０１から読出されたアドレスＡ１の波形データ＋ΔＶ１が加減算器７０５及び波形データ選択部７０３に出力される。
この波形データ選択部７０３では、波形メモリ７０１から読出した波形データＷＤのアドレスＡ１と入力されている波形データのアドレスデータＡ０〜Ａ３とが一致するので、ラッチ回路７２７がセットされ、このラッチ回路７２７の出力端Ｑから図２０（ｈ）に示すようにハイレベルとなる選択信号Ｄｓが出力され、これがアンドゲート７０４に供給される。

このアンドゲート７０４には前述したように信号補償回路８０から補償値ＣＤＡＴＡが入力されているので、この補償値ＣＤＡＴＡが加減算器７０５に入力される。この加減算器７０５にも前述したように信号補償回路８０から加算指令となる論理値“１”の選択信号ＡＳ＿ＳＥＬが入力されているので、この加減算器７０５で波形メモリ７０１から読出された図２０（ｅ）に示す波形データΔＶ１に補償値ＣＤＡＴＡが加算され、その加算値に符号付加器７０７で波形データ＋ΔＶ１の符号が付加されて図２０（ｆ）に示すようにインク粘度補償された吐出制御用駆動信号に対応する補償波形データＷＤｃ（＝＋ΔＶ１＋ＣＤＡＴＡ）が出力される。

この波形データＷＤｃがラッチ回路７０８にラッチされ、これが加算器７０９に供給され、この加算器７０９に入力されているラッチ回路７１０のラッチ出力がオフセット電圧Ｖ_OFFを維持しているので、加算器７０９の加算値はオフセット電圧Ｖ_OFFに補償波形データＷＤｃ（＝＋ΔＶ１＋ＣＤＡＴＡ）を加算した値Ｖ_OFF＋ΔＶ１＋ＣＤＡＴＡとなり、この加算値が第２のクロック信号ＣＬＫが立ち上がる時点ｔ５でラッチ回路７１０にラッチされる。

さらに、時点ｔ７で波形データ＋ΔＶ１＋ＣＤＡＴＡを加算してＶ_OFF＋２（ΔＶ１＋ＣＤＡＴＡ）とし、さらに時点ｔ８で波形データ＋ΔＶ１＋ＣＤＡＴＡを加算してＶ_OFF＋３（ΔＶ１＋ＣＤＡＴＡ）とし、この状態を時点ｔ１４まで継続してから時点ｔ１５でアドレスＡ２の波形データ−（ΔＶ２＋ＣＤＡＴＡ）を減算して、Ｖ_OFF＋３（ΔＶ１＋ＣＤＡＴＡ）−（ΔＶ２＋ＣＤＡＴＡ）とし、その後時点ｔ１７、時点ｔ１８及び時点ｔ１９で順次波形データ−（ΔＶ２＋ＣＤＡＴＡ）を減算することにより、時点ｔ１９でＶ_OFF＋３（ΔＶ１＋ＣＤＡＴＡ）−４（ΔＶ２＋ＣＤＡＴＡ）となって最少値となり、この状態を時点ｔ２４まで継続してから時点ｔ２５でアドレスＡ３の波形データ＋ΔＶ３を加算してＶ_OFF＋３（ΔＶ１＋ＣＤＡＴＡ）−４（ΔＶ２＋ＣＤＡＴＡ）＋（ΔＶ３＋ＣＤＡＴＡ）となり、次いで時点ｔ２７で波形データ＋（ΔＶ３＋ＣＤＡＴＡ）を加算してＶ_OFF＋３（ΔＶ１＋ＣＤＡＴＡ）−４（ΔＶ２＋ＣＤＡＴＡ）＋２（ΔＶ３＋ＣＤＡＴＡ）となり時点ｔ１〜ｔ４間と同じオフセット値Ｖ_OFFに復帰する。

したがって、ラッチ回路７１０でラッチされた波形データがＤ／Ａ変換器７１１でアナログ信号に変換され、電圧増幅部７１２で電圧増幅してから電流増幅部７１３で電流増幅されてヘッドユニット３５の各記録ヘッド１００の圧電式アクチュエータ１２２に第１の選択スイッチ２０１に印加される。
このため、印刷データの階調データに基づいて第１の階調駆動信号によってインク滴を吐出する記録ヘッド１００の圧電式アクチュエータ１２２では第１の選択スイッチ２０１がオン状態に制御されているので、圧電式アクチュエータ１２２の第１の電極１３１に吐出制御用駆動信号Ｗ０が供給される。

したがって、圧電式アクチュエータ１２２に印加される駆動信号Ｗ０は、図１３に示すように、圧電素子を使用したインクジェットヘッド１００を想定した中間電位を設けたプル・プッシュ・プル駆動波形となる。
そして、アクチュエータ１２２の駆動信号の電圧とノズル１２４から吐出されるインク滴の吐出重量との関係は、図１０に示すように、駆動電圧が増加するに応じてインク滴吐出重量が増加することになるので、最少の吐出重量のインク液滴がノズル１２４から吐出される。

その後、第１の階調駆動信号Ｗ０の周期Ｔｗが経過した時点で、第２の階調駆動信号Ｗ１が上記第１の階調駆動信号Ｗ０における波形メモリ７０１から読出される波形データより絶対値が大きな波形データが読出されることを除いては同様の処理を行うことにより、駆動信号発生回路７０から図１３に示す第２の階調駆動信号Ｗ１が出力され、これが選択スイッチ２０１で選択されている圧電式アクチュエータ１２２に印加されて、吐出重量が増加したインク液滴がノズル１２４から吐出される。

その後、順次駆動信号発生回路７０から順次振幅が大きくなる第３の階調駆動信号Ｗ２及び第４の階調駆動信号Ｗ３が出力され、これらが選択スイッチ２０１で選択されている圧電式アクチュエータ１２２に印加されて、さらに吐出重量が増加したインク液滴がノズル１２４から吐出される。
このとき、第１〜第４の階調駆動信号Ｗ０〜Ｗ３によって吐出されるインク滴の吐出初速度が前記（２）式によって設定されているので、吐出された各インク滴が全て同時に記録用紙Ｐに到達して、選択された階調駆動信号Ｗ０〜Ｗ３の組み合わせによって８〜９階調の階調ドットを形成することができる。

そして、上記の印刷動作がホストコンピュータ６０から入力される印刷データが存在しなくなるまで継続される。
この印刷動作中又は印刷データの印刷が終了した時点で、補償処理タイミング監視処理によって、設定されたタイマがタイムアップするか又は所定印刷枚数が設定された減算カウンタのカウント値が“０”となって、補償処理開始フラグＦＳが“１”にセットされると、印刷動作中である場合には、１枚の印刷用紙Ｐの印刷が終了した時点又は１画素分の駆動信号出力周期における第４の階調駆動信号Ｗ３の出力が完了した時点で、図１４のステップＳ１０に移行して前述した電源投入時と同様に補償処理を開始する。

このとき、記録用紙Ｐに対する印刷動作によるヘッドユニット３５の周囲温度の上昇やインクジェットプリンタ１が設置されている空間の温度上昇によって、インク粘度が低下して適正粘度となると、信号補償回路８０で算出された補償値データＣＤＡＴＡが変更されていないので、駆動信号発生回路７０で、図１８（ｆ）に示す適正時の残留振動発生用波形データＷｅに補償値ＣＤＡＴＡを加算した値となっているので、この残留振動発生用駆動信号が選択スイッチ２０１を介して圧電式アクチュエータ１２２に供給されることにより、この圧電式アクチュエータ１２２で比較的大きな残留振動が発生され、この残留振動が残留振動検出回路１５０で検出されて、そのピーク波高値データＰＤＡＴＡが信号補償回路８０に出力される。

このとき、インク粘度が低下していることにより、残留振動のピーク波高値ＰＤＡＴＡが目標ピーク波高値ＴＤＡＴＡに比較して大きな値となり、比較偏差演算器８１で算出される偏差εが例えば負値の比較的大きな値となる。このため、ＰＩＤ演算器８２から出力される補償値ＣＤＡＴＡの絶対値が大きくなって、これが駆動信号発生回路７０のアンドゲート７０４に供給されると共に、符号判定器８３から減算指令を表す論理値“０”となり、これが駆動信号発生回路７０の加減算器７０５に供給される。

このとき、インク粘度の低下に対応しないインク粘度が高い状態の補償値ＣＤＡＴＡに基づいて残留振動が発生されるので、その残留振動を残留振動検出回路１５０で検出したピーク波高値ＰＤＡＴＡが高くなりすぎ、目標ピーク波高値ＴＤＡＴＡとの偏差εが負値の大きな値となって整定範囲外となるので、図１４の処理において、ステップＳ７に戻り、再度補償処理を実行する。

このため、波形メモリ７０１から読出される残留振動発生用波形データＷｅから補償値ＣＤＡＴＡが減算されて、ラッチ回路７１０から例えば図１８（ｇ）に示す振幅の小さい波形データが出力され、これがＡ／Ｄ変換器７１１でアナログ信号に変換され、電圧増幅部７１２で電圧増幅され、さらに電流増幅部７１３で電流増幅されて、残留信号発生用駆動信号として選択スイッチ２０１を介して圧電式アクチュエータ１２２に供給される。

このため、圧電式アクチュエータ１２２がインク滴を吐出しない程度に駆動されて、その駆動後に残留振動が発生され、この残留振動のピーク波高値データＰＤＡＴＡが残留振動検出回路１５０で再度検出される。そして、このピーク波高値データＰＤＡＴＡと目標ピーク波高値データＴＤＡＴＡとの偏差εが整定範囲内に収まるまで、補償処理が繰り返され、偏差εが整定範囲となったときの補償値データＣＤＡＴＡ及びその符号によって印刷動作時の吐出制御用駆動信号を構成する第１〜第４の階調駆動信号の波形データが加減算されてインク粘度に応じた適正な吐出制御用駆動信号を形成することができる。

このように、上記実施形態によると、インク滴を吐出しない程度の残留振動発生用駆動信号を圧電式アクチュエータ１２２に供給して、残留振動を発生させてそのピーク波高値を残留振動検出回路１５０で検出し、検出したピーク波高値データＰＤＡＴＡを信号補償回路８０でＰＩＤ演算を行うフィードバック処理することにより、補償値データＣＤＡＴＡを算出し、この補償値データＣＤＡＴＡによって駆動信号発生回路７０で発生される吐出制御用波形データＷ０〜Ｗ３を補償するようにしているので、別途温度センサを設けることなく、また記録用紙Ｐに画像を形成することなく、実際のインク粘度に対応した正確な補償値データＣＤＡＴＡを算出することができる。

そして、補償値データＣＤＡＴＡに基づいて吐出制御用駆動信号の波形データを補償するので、インク粘度に対応した正確なインク滴の吐出制御を行うことができ、印刷品質を向上させることができる。
さらに、図１６の補償処理タイミング監視処理におけるステップＳ４４でスタートされるタイマのプリセット値を、インク液を吐出していないノズルでのインクの乾燥を防止するために必要な時間に対応する値に設定することにより、インク液を吐出していないノズル又は全てのノズルでインク滴を吐出しない程度の微振動を生じさせることができ、インクの固化を抑制することができる。

なお、上記実施形態においては、駆動信号発生回路７０で第１〜第４の階調駆動信号を発生せて、これら第１〜第４の階調駆動信号を組み合わせることにより、８〜９階調のドットを形成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、１画素を構成する階調駆動信号数を任意数に設定することにより、任意数の順列組み合わせ数に応じて１以上の階調ドットを形成することができる。

また、上記実施形態においては、駆動信号発生回路７０で複数の階調駆動信号を発生させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、駆動信号発生回路７０で１つの基準駆動信号を発生して、これを選択スイッチ２０１を介して圧電式アクチュエータ１２２の第１の電極１３１に供給すると共に、圧電式アクチュエータ１２２の第２電極１３２に階調信号を供給して、基準駆動信号と階調信号との差分で圧電式アクチュエータ１２２を駆動することにより、階調データに応じた階調ドットを形成するようにしてもよい。

さらに、上記実施形態においては、駆動信号選択制御回路２１０に対して駆動信号選択信号ＳＩをシリアルデータとして供給する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、パラレル送信するようにしても良く、この場合には直並列変換用のシフトレジスタを省略することができる。

また、上記実施形態においては、圧電式（ピエゾ方式）による積層アクチュエータ１２７を有するインクジェットヘッド１００を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図２１に示すように、圧電材料３０１を上下電極３０２，３０３で挟んだ簡単な構造のアクチュエータを使用して振動板１２１を振動させ、振動モードとして図２１で上下方向に撓むモード利用したピエゾ方式のユニモルフアクチュエータ３０４を適用したり、図２２に示すように圧電材料３１１の両端部に電極３１２が両端側にあって圧力室３１３形成し、アクチュエータはノズルを１つおきに駆動し、駆動信号が与えられると図２２で破線図示のように圧力室３１３内の圧力が変化してノズル３１４からインク液が吐出される構成を有するピエゾ方式のシェアモード１アクチュエータ３１５を適用したり、図２３に示すように、圧電材料３２１の表面に電極３２２，３２３が交互に設けられ、駆動信号が与えられると図２３の破線のように変形して圧力室３２４内の圧力が変化してノズル３２５からインク滴が吐出される４ピエゾ方式のエアモード２アクチュエータを適用したりすることもできる。

また、ピエゾ方式に限らず、図２４に示すように、インク取入口３５０から流入したインクがリザーバ３５１に入り、このリザーバ３５１から狭い流路３５２を通ってキャビティ３５３に入る。このキャビティ３５３は、共通電極３５４に接続された導電性を有する振動板３５５と、この振動板３５５とギャップを介して配設された個別電極３５６とを有し、共通電極３５４と個別電極３５６との間に静電容量を存在させた静電式アクチュエータ３５７を適用するようにしてもよい。この静電式アクチュエータ３５７では、共通電極及び個別電極３５６間に駆動信号を与えると振動板３５５が個別電極側に静電吸着力によって吸引され、振動板３５５に弾性エネルギが蓄えられ、駆動信号の供給が停止されると弾性エネルギが解放されて振動板３５５が個別電極とは反対側に戻されてキャビティ３５３内の圧力が増加してから減少することにより、ノズル孔３５８からインク滴が吐出される。この静電式アクチュエータ３５７でも振動板３５５はインク滴を吐出してから残留振動を生じ、この残留振動を静電式アクチュエータに残存する電荷によって共通電極２５４及び個別電極３５６間の変位を電圧変化として残留振動検出回路で検出し、ピーク波高値を求めるようにすればよい。

さらに、上記実施形態では、駆動信号発生回路７０で吐出制御用駆動信号Ｗ０〜Ｗ３及び残留振動発生用駆動信号Ｗｅを発生する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、駆動信号発生回路７０を吐出制御用駆動信号Ｗ０〜Ｗ３を発生させる吐出制御用駆動信号発生回路とし、別途駆動信号発生回路７０と同様の構成を有する残留振動発生用駆動回路を設けるようにしてもよい。

さらにまた、上記実施形態では、信号補償回路８０を、ＰＩＤ演算器８２を含んで構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、微分演算器８２ｃ及びゲイン乗算器８２ｆを省略してＰＩ演算器としたり、比例演算器８２ａ及びゲイン乗算器８２ｄのみの比例演算器としたりすることもできる。
なおさらに、上記実施形態では、信号補償手段をハードウェア構成の信号補償回路８０で構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、制御部６２のＣＰＵ６２ａで図２５に示す信号補償処理を実行するようにしてもよい。

すなわち、図２５の信号補償処理は、図１６の補償処理タイミング監視処理で補償処理開始フラグＦＳが“１”にセットされたときに実行され、先ず、ステップＳ７１で残留振動検出回路１５０から出力されるピーク波高値データＰＤＡＴＡを読込み、次いでステップＳ７２に移行して、目標ピーク波高値ＴＤＡＴＡから読込んだピーク波高ＰＤＡＴＡを減算して偏差εを算出し、次いでステップＳ７３に移行して、前述した（１）式の演算を行って補償値データＣＤＡＴＡを算出し、次いでステップＳ７４に移行して、補償値データＣＤＡＴＡの符号を判定して符号判定フラグＦＣを“１”又は“０”に設定し、次いでステップＳ７５に移行して、補償値データＣＤＡＴＡ及び符号判定フラグＦＣを図１５の駆動信号発生処理に出力してから処理を終了する。

本発明の第１実施形態におけるインクジェットプリンタの概略構成を示す斜視図である。図１に示すインクジェットプリンタのインクジェットヘッドの構成を示す断面図である。図２に示すヘッドのノズル基板の構成を示す平面図である。第１の実施形態に適用し得る制御装置の一例を示すブロックである。駆動信号発生回路一例を示すブロック図である。波形データ選択部の一例を示すブロック図である。信号補償回路の一例を示すブロック図である。駆動信号選択制御回路及び残留振動検出回路を示すブロック図である。インク温度と残留振動波形と関係を示す特性線図である。駆動電圧とインク吐出重量との関係を示す特性線図である。駆動電圧とインク吐出速度との関係を示す特性線図である。駆動電圧と残留振動ピーク波高値との関係を示す特性線図である。１画素分の駆動信号の時系列を示すタイムチャートである。制御部で実行する印刷制御処理手順の一例を示すフローチャートである。図１４の駆動信号生成処理手順の一例を示すフローチャートである。補償処理タイミング監視処理手順の一例を示すフローチャートである。波形メモリへのデータ書込手順の説明に供するタイムチャートである。残留振動発生用駆動信号の発生動作の説明に供するタイムチャートである。残留振動検出動作の説明に供するタイムチャートである。吐出制御用駆動信号の発生動作の説明に供するタイムチャートである。ピエゾ式におけるユニモルフアクチュエータを示す断面図である。ピエゾ式におけるシェアモード１アクチュエータを示す断面図である。ピエゾ方式におけるシェアモード２アクチュエータを示す断面図である。静電式アクチュエータを示す断面図である。制御部で実行する信号補償処理手順の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１…インクジェットプリンタ、３…印字部、４…印刷装置、５…給紙装置、６…制御装置、３１…インクカートリッジ、３２…キャリッジ、３５…ヘッドユニット、６２…制御部、６５…ヘッドドライバ、７０…駆動信号発生回路、７０１…波形メモリ、７０２…絶対値回路、７０３…波形データ選択部、７０４…アンドゲート、７０５…加減算器、７０６…符号判定器、７０７…符号付加器、７０８，７１０…ラッチ回路、７０９…加算器、７１１…Ｄ／Ａ変化器、７１２…電圧増幅部、７１３…電流増幅部、８０…信号補償回路、８１…比較偏差演算器、８２…ＰＩＤ演算器、８３…符号判定器、９０…発振回路、１００…インクジェットヘッド、１２０…静電アクチュエータ、１２１…振動板、１２２…圧電式アクチュエータ、１２３…キャビティ（圧力室）、１２４…ノズル、１５０…残留振動検出回路、１５１…スイッチング素子、１５２…交流増幅器、１５３…ピークホールド回路、１５４…Ａ／Ｄ変換器、２０１…第１の選択スイッチ、２１０…駆動信号選択制御回路

Claims

内部に液体が充填された複数の圧力室と、該圧力室に個別に連通して前記液体を液滴として吐出する複数のノズルと、駆動信号の入力によって前記圧力室の圧力を変化させて前記ノズルから液滴を記録媒体に対して吐出させるアクチュエータと、該アクチュエータに駆動信号を供給して駆動制御する駆動制御手段とを有する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、
前記駆動制御手段は、液滴の吐出制御用駆動信号を前記アクチュエータに出力する駆動信号発生手段と、前記圧力室内に残留振動を発生させる残留振動発生用駆動信号を前記アクチュエータに出力する残留振動発生手段と、該残留振動発生手段で発生させた残留振動波形を検出する残留振動検出手段と、該残留振動検出手段で検出した残留振動波形の波高値と目標波高値との偏差に基づいて前記吐出制御用駆動信号を補償する信号補償手段とを備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
前記残留振動発生手段は、前記残留振動発生用駆動信号が、前記ノズルからの液滴を非吐出状態で残留振動を発生させる電圧に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
前記残留振動発生用駆動信号は、液滴を吐出しないノズルの微振動用駆動信号を兼ねていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出装置。
前記吐出制御用駆動信号は、１画素に対して時系列的に複数の階調ドットを形成し得る複数の駆動信号で形成され、各駆動信号を吐出速度が遅い順に時間順次に配列し、夫々の階調ドットの記録媒体への着弾時間が一致する吐出速度となるように各々の駆動信号の波高値が設定されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
前記残留振動検出手段は、前記アクチュエータのグランド端を接地に対して開閉するスイッチ手段と、前記グランド端の解放時に発生する残留振動の交流成分を増幅する交流増幅手段と、該交流増幅手段で増幅した残留振動のピーク波高値の保持するピークホールド手段と、該ピークホールド手段で保持されたピーク波高値をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換手段とを備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
前記信号補償手段は、目標波高値と検出された残留振動の波高値とを比較して両者の偏差量を算出する偏差演算手段と、該偏差演算手段で算出した偏差量に対して少なくとも比例及び積分演算を行って補償値を出力する補償演算手段と、該補償演算手段で算出した補償値の正負の符号を判断し、その判断結果を出力する符号判定手段とを備え、該符号判定手段の判定結果を吐出制御用駆動信号発生手段に出力するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
前記吐出制御用駆動信号発生手段は、基準となる吐出制御用駆動信号の波形データから、オフセット値と駆動信号の振幅変化を制御する波形部分とに分離する波形データ選択部と、前記信号補償手段から入力される符号判定結果に基づいて分離された波形部分に前記補償値の加減算を行う加減算手段とを備えていることを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出装置。
前記アクチュエータは、圧電式アクチュエータで構成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
前記アクチュエータは、静電式アクチュエータで構成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
内部に液体が充填された複数の圧力室と、該圧力室に個別に連通して前記液体を液滴として吐出する複数のノズルと、駆動信号の入力によって前記圧力室の圧力を変化させて前記ノズルから液滴を記録媒体に吐出させるアクチュエータと、該アクチュエータを駆動制御する駆動制御手段とを備え、駆動制御手段によって前記アクチュエータを駆動制御することにより、前記複数のノズルから液滴を吐出するようにした液滴吐出制御方法であって、
前記アクチュエータに残留振動発生用基準信号を出力して、発生する残留振動を残留振動検出手段で検出し、検出した残留振動の波高値と目標波高値との偏差に基づいて液滴を吐出制御する吐出制御用駆動信号を補償するようにしたことを特徴とする液滴吐出制御方法。
前記残留振動検出手段による残留振動の検出タイミングは、通常の液滴吐出タイミングとは異なるタイミングで実行することを特徴とする請求項１０に記載の液滴吐出制御方法。
前記残留振動検出手段による残留振動の検出タイミングは、電源投入時、電源投入後の一定時間経過毎及び一定枚数の記録媒体への画像形成が終了する毎の少なくとも何れか１つに実施されることを特徴とする請求項１０に記載の液滴吐出制御方法。